JP2016183273A - Porous polyimide film - Google Patents

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JP2016183273A JP2015064680A JP2015064680A JP2016183273A JP 2016183273 A JP2016183273 A JP 2016183273A JP 2015064680 A JP2015064680 A JP 2015064680A JP 2015064680 A JP2015064680 A JP 2015064680A JP 2016183273 A JP2016183273 A JP 2016183273A
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克己 額田
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宮本  剛
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知也 佐々木
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Kana Miyazaki
佳奈 宮崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous polyimide film that suppresses development of cracks and is suitable for a cell electrode material such as a cell separator, a separation membrane, a low dielectric constant material, or the like.SOLUTION: The porous polyimide film is obtained through steps of: forming a coating film that contains a polyimide precursor solution prepared by dissolving a polyimide precursor in a water-soluble solvent and contains 0.1 to 5 mass% of non-crosslinking resin particles incapable of dissolving in the solution, and then drying and heating the coating film to imidize to form a polyimide film; and removing the non-crosslinking resin particles by dissolving the particles in an organic solvent to produce pores.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、多孔質ポリイミドフィルムに関する。   The present invention relates to a porous polyimide film.

ポリイミド樹脂は、機械的強度、化学的安定性、耐熱性に優れた特性を有する材料であり、これらの特性を有する多孔質のポリイミドフィルムが注目されている。   Polyimide resin is a material having excellent properties such as mechanical strength, chemical stability, and heat resistance, and a porous polyimide film having these properties has attracted attention.

例えば、特許文献1には、空孔率が60%以上で、空孔が三次元規則配列構造を有し、空孔が互いに連なって連結された多孔質ポリイミド樹脂膜からなるリチウム二次電池用セパレーターが記載されている。
特許文献2には、ポリイミドからなる孔を有する有機多孔体と、孔内にカチオン成分とアニオン成分とを含有する電解質材料を保持したイオン伝導体が記載されている。
特許文献3には、ポリアミド酸若しくはポリイミド、シリカ粒子及び溶媒を混合してワニスを製造する、又はシリカ粒子が分散した溶剤中でポリアミド酸若しくはポリイミドを重合してワニスを製造するワニス製造工程、ワニス製造工程で製造されたワニスを基板に製膜後、イミド化を完結させて、ポリイミド−シリカ複合膜を製造する複合膜製造工程、及び、複合膜製造工程で製造されたポリイミド−シリカ複合膜のシリカを除去するシリカ除去工程を有する多孔質ポリイミド膜の製造方法が記載されている。
特許文献4には、シリカ粒子を充填後、焼結して、多孔質シリカ製鋳型を得る多孔質シリカ製鋳型の製造工程、多孔質シリカ製鋳型の製造工程で得られた多孔質シリカ製鋳型の空隙にポリイミドを充填するポリイミド充填工程およびポリイミドが充填された多孔質シリカ製鋳型からシリカを除去して、多孔質ポリイミドを得るシリカ除去工程を有する多孔質ポリイミドの製造方法が記載されている。
For example, Patent Document 1 discloses a lithium secondary battery comprising a porous polyimide resin film having a porosity of 60% or more, a pore having a three-dimensional regular array structure, and pores connected to each other. A separator is described.
Patent Document 2 describes an organic porous body having pores made of polyimide and an ionic conductor holding an electrolyte material containing a cation component and an anion component in the pores.
In Patent Document 3, a varnish is produced by mixing polyamic acid or polyimide, silica particles and a solvent to produce a varnish, or polymerizing polyamic acid or polyimide in a solvent in which silica particles are dispersed to produce a varnish. After the varnish produced in the production process is formed on the substrate, the imidization is completed to produce a polyimide-silica composite film, and the polyimide-silica composite film produced in the composite film production process A method for producing a porous polyimide film having a silica removing step for removing silica is described.
Patent Document 4 discloses a porous silica mold produced by a porous silica mold production process for obtaining a porous silica mold after filling with silica particles and sintering, and a porous silica mold produced by the porous silica mold production process. A process for producing a porous polyimide having a polyimide filling step of filling the voids with polyimide and a silica removal step of removing the silica from a porous silica mold filled with the polyimide to obtain a porous polyimide is described.

また、特許文献5には、正極と、負極と、平均細孔径が5μm以下であり、ポリイミドあるいはポリイミド前駆体の溶液塗布後、相分離によって多孔質膜化した多孔質ポリイミド膜を含むセパレータ層と、を有する非水電解液二次電池が記載されている。
特許文献6には、ポリイミド等の耐熱性樹脂、ポリオキシアルキレン樹脂を含有する加熱消滅性樹脂粒子、及び、溶媒を混合し、フィルム用樹脂組成物を調製する工程、フィルム用樹脂組成物を製膜する工程、及び、製膜されたフィルム用樹脂組成物を加熱する工程を有する多孔質樹脂の製造方法によって得られた多孔質ポリイミドフィルムが記載されている。
特許文献7には、ポリイミド前駆体溶液に、水溶性のポリエチレングリコールなどの樹脂を溶解した溶液を用いて膜状にしたのち、水などの貧溶剤と接触させ、ポリアミック酸を析出、多孔化を促進し、イミド化する方法も記載されている。
Patent Document 5 discloses a positive electrode, a negative electrode, and a separator layer including a porous polyimide film having an average pore diameter of 5 μm or less, which is formed into a porous film by phase separation after solution application of polyimide or a polyimide precursor. , Non-aqueous electrolyte secondary batteries are described.
Patent Document 6 includes a step of preparing a resin composition for a film by mixing a heat-resistant resin such as polyimide, a heat extinguishing resin particle containing a polyoxyalkylene resin, and a solvent, and a resin composition for a film. The porous polyimide film obtained by the manufacturing method of the porous resin which has the process to form and the process to heat the formed resin composition for films is described.
In Patent Document 7, a polyimide precursor solution is made into a film using a solution in which a resin such as water-soluble polyethylene glycol is dissolved, and then contacted with a poor solvent such as water to precipitate polyamic acid and make it porous. Methods for promoting and imidizing are also described.

特許5331627号公報Japanese Patent No. 5331627 特開2008−034212号公報JP 2008-034212 A 特開2012−107144号公報JP 2012-107144 A 特開2011−111470号公報JP 2011-111470 A 特開平10−302749号公報JP 10-302749 A 特開2010−024385号公報JP 2010-024385 A 特開2014−240189号公報JP 2014-240189 A

本発明の課題は、樹脂として、ポリイミド樹脂のみ含む多孔質ポリイミドフィルムに比べて、亀裂の発生が抑制された多孔質ポリイミドフィルムを提供することである。   The subject of this invention is providing the porous polyimide film by which generation | occurrence | production of the crack was suppressed compared with the porous polyimide film which contains only a polyimide resin as resin.

上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。   In order to achieve the above object, the following invention is provided.

請求項1に係る発明は、
ポリイミド樹脂とポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂とを含有し、空孔が球状である多孔質ポリイミドフィルムである。
The invention according to claim 1
It is a porous polyimide film containing a polyimide resin and a non-crosslinked resin other than polyimide resin and having a spherical pore.

請求項2に係る発明は、
前記ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の含有量が多孔質ポリイミドフィルムの全体に対して、0.1質量%以上5質量%以下である請求項1に記載の多孔質ポリイミドフィルムである。
The invention according to claim 2
2. The porous polyimide film according to claim 1, wherein the content of the non-crosslinked resin other than the polyimide resin is 0.1% by mass or more and 5% by mass or less based on the entire porous polyimide film.

請求項3に係る発明は、
前記ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂がポリイミド樹脂を溶解しない溶剤に可溶な非架橋樹脂である請求項1又は請求項2に記載の多孔質ポリイミドフィルムである。
The invention according to claim 3
The porous polyimide film according to claim 1 or 2, wherein the non-crosslinked resin other than the polyimide resin is a non-crosslinked resin soluble in a solvent that does not dissolve the polyimide resin.

請求項4に係る発明は、
水性溶剤に、ポリイミド前駆体が溶解しているポリイミド前駆体溶液と、前記ポリイミド前駆体溶液に溶解しない非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記非架橋樹脂粒子を含む被膜を形成する第1の工程と、
前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第2の工程であって、前記非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により、前記非架橋樹脂粒子を除去する処理を含む第2の工程と、
を有する多孔質ポリイミドフィルムの製造方法によって得られた請求項1〜3のいずれか一項に記載の多孔質ポリイミドフィルムである。
The invention according to claim 4
After forming a coating film containing a polyimide precursor solution in which a polyimide precursor is dissolved in an aqueous solvent and non-crosslinked resin particles not dissolved in the polyimide precursor solution, the coating film is dried, and the polyimide A first step of forming a coating comprising a precursor and the non-crosslinked resin particles;
The second step of heating the coating to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film, and removing the non-crosslinked resin particles with an organic solvent that dissolves the non-crosslinked resin particles. A second step including:
It is a porous polyimide film as described in any one of Claims 1-3 obtained by the manufacturing method of the porous polyimide film which has this.

請求項1に係る発明によれば、樹脂として、ポリイミド樹脂のみ含む多孔質ポリイミドフィルムに比べて、亀裂の発生が抑制される多孔質ポリイミドフィルムが提供される。
請求項2に係る発明によれば、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の含有量が多孔質ポリイミドフィルムの全体に対して、0.1質量%未満である場合に比べて、亀裂の発生が抑制される多孔質ポリイミドフィルムが提供される。
請求項3に係る発明によれば、樹脂として、ポリイミド樹脂のみ含む多孔質ポリイミドフィルムに比べて、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂として、ポリイミド樹脂を溶解しない溶剤に溶解する非架橋樹脂を含み、亀裂の発生が抑制される多孔質ポリイミドフィルムが提供される。
According to the invention which concerns on Claim 1, compared with the porous polyimide film which contains only a polyimide resin as resin, the porous polyimide film by which generation | occurrence | production of a crack is suppressed is provided.
According to the invention which concerns on Claim 2, generation | occurrence | production of a crack is suppressed compared with the case where content of non-crosslinked resin other than a polyimide resin is less than 0.1 mass% with respect to the whole porous polyimide film. A porous polyimide film is provided.
According to the invention of claim 3, the resin includes a non-crosslinked resin that dissolves in a solvent that does not dissolve the polyimide resin as a non-crosslinked resin other than the polyimide resin, as compared with a porous polyimide film that contains only a polyimide resin, and cracks. There is provided a porous polyimide film in which the generation of is suppressed.

請求項4に係る発明によれば、ポリイミド前駆体溶液と、ポリイミド前駆体溶液に溶解しない非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を形成した後、塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜を形成する第1の工程と、被膜を加熱して、ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第2の工程であって、非架橋樹脂粒子を除去する処理を含む第2の工程と、を有する多孔質ポリイミドフィルムの製造方法によって得られた多孔質ポリイミドフィルムにおいて、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体溶液を溶解する溶剤が有機溶剤のみである場合に比べて、亀裂の発生が抑制される多孔質ポリイミドフィルムが提供される。   According to the invention which concerns on Claim 4, after forming the coating film containing a polyimide precursor solution and the non-crosslinked resin particle which is not melt | dissolved in a polyimide precursor solution, a coating film is dried and a polyimide precursor and non-crosslinking A first step of forming a coating containing resin particles, and a second step of heating the coating to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film, including a process of removing non-crosslinked resin particles In the porous polyimide film obtained by the method for producing a porous polyimide film having the second step, as compared with the case where the solvent for dissolving the polyimide precursor solution in the polyimide precursor solution is only an organic solvent, A porous polyimide film in which generation of cracks is suppressed is provided.

本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムの製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the porous polyimide film of this embodiment. 本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムの製造方法の他の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows another example of the manufacturing method of the porous polyimide film of this embodiment. 本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムの製造方法の他の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows another example of the manufacturing method of the porous polyimide film of this embodiment.

以下、本発明の一例である実施形態について説明する。   Embodiments that are examples of the present invention will be described below.

<多孔質ポリイミドフィルム>
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムは、ポリイミド樹脂とポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂を含有している。そして、空孔の形状が球状である。
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムは、上記構成により、多孔質ポリイミドフィルムの亀裂が抑制される。その理由は定かではないが、以下のように推測される。
<Porous polyimide film>
The porous polyimide film according to the present embodiment contains a polyimide resin and a non-crosslinked resin other than the polyimide resin. The shape of the holes is spherical.
The porous polyimide film which concerns on this embodiment suppresses the crack of a porous polyimide film by the said structure. The reason is not clear, but is presumed as follows.

多孔質ポリイミドフィルムは、熱による体積収縮が発生し易い場合がある。ポリイミドフィルムは剛直な樹脂であるため、ポリイミド樹脂のみからなる多孔質ポリイミドフィルムを、無機粒子、又は、非架橋樹脂粒子を、例えばテンプレートとして空孔を形成させる場合、体積収縮による残留応力が生じやすい場合があり、これに起因して亀裂が生じる場合がある。   The porous polyimide film may easily undergo volumetric shrinkage due to heat. Since a polyimide film is a rigid resin, residual stress due to volume shrinkage is likely to occur when pores are formed using a porous polyimide film made of only a polyimide resin, inorganic particles, or non-crosslinked resin particles, for example, as a template. In some cases, cracks may occur due to this.

これに対し、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムは、ポリイミド樹脂と、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂とを含んでいる。そして、ポリイミド樹脂に加えて、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂が含有されていることにより、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂が体積収縮による残留応力を緩和し易くなり、亀裂の発生が抑制されると考えられる。さらに、空孔が球状であることで、体積収縮による残留応力をより緩和し易くなり、亀裂の発生がさらに抑制されると考えられる。   On the other hand, the porous polyimide film of the present embodiment includes a polyimide resin and a non-crosslinked resin other than the polyimide resin. And in addition to polyimide resin, when non-crosslinked resin other than polyimide resin is contained, non-crosslinked resin other than polyimide resin can easily relieve residual stress due to volume shrinkage, and the occurrence of cracks is suppressed. Conceivable. Furthermore, it is considered that the residual holes due to volume shrinkage can be more easily relaxed and the generation of cracks can be further suppressed due to the spherical pores.

以上から、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムは、多孔質ポリイミドフィルムの亀裂の発生が抑制されると考えられる。   From the above, the porous polyimide film according to this embodiment is considered to suppress the occurrence of cracks in the porous polyimide film.

上記構成の多孔質ポリイミドフィルムは、水性溶剤に、ポリイミド前駆体が溶解しているポリイミド前駆体溶液と、前記ポリイミド前駆体溶液に溶解しない非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記非架橋樹脂粒子を含む被膜を形成する第1の工程と、前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第2の工程であって、前記非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により、前記非架橋樹脂粒子を除去する処理を含む第2の工程と、を有する多孔質ポリイミドフィルムの製造方法によって得られた多孔質ポリイミドフィルムであることが好ましい。   The porous polyimide film having the above structure is formed in a water-based solvent after forming a coating film containing a polyimide precursor solution in which a polyimide precursor is dissolved and non-crosslinked resin particles not dissolved in the polyimide precursor solution. A first step of drying the coating film to form a coating film containing the polyimide precursor and the non-crosslinked resin particles; and heating the coating film to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film. And a second step including a process of removing the non-crosslinked resin particles with an organic solvent that dissolves the non-crosslinked resin particles. It is preferable that it is a quality polyimide film.

この製造方法により、多孔質ポリイミドフィルムは、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂を含有させることができ、亀裂の発生が抑制されると推測される。その理由は定かではないが、以下のように推測される。   By this production method, the porous polyimide film can contain a non-crosslinked resin other than the polyimide resin, and it is presumed that generation of cracks is suppressed. The reason is not clear, but is presumed as follows.

ポリイミドフィルムは、例えば、有機溶剤に溶解したポリイミド前駆体溶液(例えば、N−メチルピロリドン(以下、「NMP」と称することがある)や、N,N−ジメチルアセトアミド(以下、「DMAc」と称することがある)等の高極性溶剤に溶解した状態のポリイミド前駆体溶液を塗布したのち、加熱成形して得られる。   The polyimide film is, for example, a polyimide precursor solution (for example, N-methylpyrrolidone (hereinafter sometimes referred to as “NMP”) or N, N-dimethylacetamide (hereinafter referred to as “DMAc”) dissolved in an organic solvent. It may be obtained by applying a polyimide precursor solution in a state dissolved in a highly polar solvent, followed by thermoforming.

従来、有機溶剤に溶解したポリイミド前駆体溶液を用いて、多孔質ポリイミドフィルムが得られている。多孔質ポリイミドフィルムを得る方法としては、例えば、シリカ粒子層を鋳型として、三次元規則配列構造(3DOM構造)の空孔を形成した多孔質ポリイミドフィルムを得る方法、及びポリイミド前駆体溶液にシリカ粒子を分散させたワニスを使用して被膜を作製し、この被膜を焼成した後に、シリカ粒子を除去して多孔質ポリイミドフィルムを得る方法等が挙げられる。これらの方法によって得られた多孔質ポリイミドフィルムは、亀裂が生じやすい。これは、イミド化工程において、シリカ粒子は体積収縮を吸収し難いため、フィルムに歪み(残留応力)が発生しやすくなるためと考えられる。
さらに、ポリイミド前駆体溶液に、水溶性のポリエチレングリコールなどの樹脂を溶解した溶液を用いて膜状にしたのち、水などの貧溶剤と接触させ、ポリアミック酸を析出、多孔化を促進し、イミド化する方法も知られているが、これらの方法ではポリアミック酸を溶解するNMPなどの溶剤が、水などの貧溶剤に置き換わることで多孔状にポリアミック酸が析出することを利用するもので、空孔径の形状、大きさを制御することは困難である。
Conventionally, a porous polyimide film has been obtained using a polyimide precursor solution dissolved in an organic solvent. As a method for obtaining a porous polyimide film, for example, a method for obtaining a porous polyimide film having pores of a three-dimensional ordered array structure (3DOM structure) using a silica particle layer as a template, and silica particles in a polyimide precursor solution Examples include a method in which a coating is prepared using varnish in which is dispersed, and after the coating is fired, silica particles are removed to obtain a porous polyimide film. The porous polyimide film obtained by these methods is likely to crack. This is presumably because, in the imidization process, silica particles are difficult to absorb volume shrinkage, and thus distortion (residual stress) tends to occur in the film.
Furthermore, after forming into a film using a solution in which a resin such as water-soluble polyethylene glycol is dissolved in a polyimide precursor solution, it is brought into contact with a poor solvent such as water to precipitate polyamic acid and promote porosity, These methods are also known, but these methods utilize the fact that polyamic acid precipitates in a porous form by replacing a solvent such as NMP that dissolves polyamic acid with a poor solvent such as water. It is difficult to control the shape and size of the hole diameter.

これに対し、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムは、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂を含んでいる。多孔質ポリイミドフィルムを製造する過程のうち、ポリイミド前駆体のイミド化工程において、非架橋樹脂粒子を有機溶剤で除去することで空孔径の形状、大きさが制御されやすく、かつ、有機溶剤に溶解した非架橋樹脂成分がポリイミド樹脂中に移行し易くなると考えられる。このように、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂を含有するように、イミド化が完了した多孔質ポリイミドフィルムを得ることで、残留応力をより緩和しやすくなるものと推測される。   On the other hand, the porous polyimide film of this embodiment contains non-crosslinked resin other than polyimide resin. In the process of producing a porous polyimide film, in the imidization process of the polyimide precursor, the shape and size of the pore diameter can be easily controlled by removing the non-crosslinked resin particles with an organic solvent, and dissolved in the organic solvent. It is considered that the non-crosslinked resin component thus easily migrates into the polyimide resin. Thus, it is presumed that residual stress can be more easily relaxed by obtaining a porous polyimide film that has been imidized so as to contain a non-crosslinked resin other than a polyimide resin.

また、本実施形態の上記製造方法で得られた多孔質ポリイミドフィルムは、空孔の形状、空孔径等のバラつきが抑制されやすい。この理由は、製造工程で非架橋樹脂粒子を用いることにより、ポリイミド前駆体のイミド化工程において、残留応力の緩和に有効に寄与しているものと推測される。
また、本実施形態の上記製造方法で得られた多孔質ポリイミドフィルムは、水性溶剤に、ポリイミド前駆体を溶解させているため、ポリイミド前駆体溶液の沸点は100℃程度になる。ポリイミド前駆体と非架橋樹脂粒子とを含む被膜を加熱するに伴って、速やかに溶剤が揮発した後、イミド化反応が進行する。そして、被膜中の非架橋樹脂粒子が熱による変形が生じる前に、流動性を失うとともに有機溶剤や、水に不溶となる。そのため、空孔の形状が保持されやすく、空孔の形状、空孔径等のバラつきが抑制されやすいとも考えられる。
Moreover, the porous polyimide film obtained by the above production method of the present embodiment is likely to suppress variations in pore shape, pore diameter, and the like. The reason for this is presumed that the use of non-crosslinked resin particles in the production process effectively contributes to the relaxation of residual stress in the imidization process of the polyimide precursor.
Moreover, since the porous polyimide film obtained by the said manufacturing method of this embodiment has dissolved the polyimide precursor in the aqueous solvent, the boiling point of a polyimide precursor solution will be about 100 degreeC. As the coating containing the polyimide precursor and the non-crosslinked resin particles is heated, the imidization reaction proceeds after the solvent has been volatilized quickly. And before the deformation | transformation by a heat | fever arises, the non-crosslinked resin particle in a film loses fluidity and becomes insoluble in an organic solvent or water. Therefore, it is considered that the shape of the holes is easily maintained, and variations in the shape of the holes, the hole diameter, and the like are easily suppressed.

なお、シリカ粒子を用いた場合、シリカ粒子を除去する処理において、フッ酸等の薬品を使用する必要がある。また、シリカ粒子層の鋳型を作製する場合には、シリカ粒子層を形成するために、生産性が低く、高コストである。また、シリカ粒子を用いた場合には、フッ酸等の薬品を使用するために、イオンが不純物として残留しやすくなると考えられる。   When silica particles are used, it is necessary to use a chemical such as hydrofluoric acid in the treatment for removing the silica particles. Further, when a silica particle layer template is produced, the productivity is low and the cost is high because the silica particle layer is formed. In addition, when silica particles are used, it is considered that ions are likely to remain as impurities because chemicals such as hydrofluoric acid are used.

これに対し、本実施形態の上記製造方法で得られた多孔質ポリイミドフィルムは、シリカ粒子を用いることがないため、多孔質ポリイミドフィルムを得る工程が簡略化される。また、非架橋樹脂粒子の除去にフッ酸を使用することがないため、イオンが不純物として残留することが抑制される。   On the other hand, since the porous polyimide film obtained by the manufacturing method of the present embodiment does not use silica particles, the process of obtaining the porous polyimide film is simplified. Moreover, since hydrofluoric acid is not used for the removal of non-crosslinked resin particles, it is suppressed that ions remain as impurities.

以下、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムについて、その製造方法とともに説明する。   Hereinafter, the porous polyimide film according to the present embodiment will be described together with the manufacturing method thereof.

本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド樹脂は、具体的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合してポリイミド前駆体を生成し、ポリイミド前駆体の溶液を得て、イミド化反応させて得られる。より具体的には、水性溶剤に、ポリイミド前駆体が溶解しているポリイミド前駆体溶液を用いてイミド化反応させて得られる。例えば、水性溶剤中で、有機アミン化合物の存在下、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂(ポリイミド前駆体)を生成してポリイミド前駆体溶液を得る方法が挙げられるが、この例に限定されるものではない。なお、ポリイミド前駆体溶液については後述する。   Specifically, the polyimide resin contained in the porous polyimide film according to the present embodiment is obtained by polymerizing tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound to generate a polyimide precursor, and obtaining a solution of the polyimide precursor. , Obtained by imidization reaction. More specifically, it is obtained by imidization reaction using a polyimide precursor solution in which a polyimide precursor is dissolved in an aqueous solvent. For example, in an aqueous solvent, in the presence of an organic amine compound, tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound are polymerized to form a resin (polyimide precursor) to obtain a polyimide precursor solution. It is not limited to this example. The polyimide precursor solution will be described later.

また、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂は、上記製造方法において得られた多孔質ポリイミドフィルムである場合、非架橋樹脂の樹脂成分を残留させたものである。ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂は、非架橋樹脂粒子の形状が保持された状態で含有していてもよく、非架橋樹脂粒子の形状を有していなくてもよい。つまり、本実施形態に係る上記製造方法で得られた多孔質ポリイミドフィルムには、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の成分を含有していればよい。そして、上記製造方法において得られた多孔質ポリイミドフィルムの空孔の形状は球形をなしている。なお、非架橋樹脂粒子については後述する。   Further, when the non-crosslinked resin other than the polyimide resin contained in the porous polyimide film according to the present embodiment is a porous polyimide film obtained in the above production method, the resin component of the non-crosslinked resin is left. is there. The non-crosslinked resin other than the polyimide resin may be contained in a state where the shape of the non-crosslinked resin particles is maintained, or may not have the shape of the non-crosslinked resin particles. That is, the porous polyimide film obtained by the manufacturing method according to the present embodiment only needs to contain a non-crosslinked resin component other than the polyimide resin. And the shape of the void | hole of the porous polyimide film obtained in the said manufacturing method has comprised the spherical form. The non-crosslinked resin particles will be described later.

なお、本実施形態において、「溶解しない」とは、25℃において、対象物質が対象液体に対して実質的に非架橋樹脂粒子の形態が保たれていることを意味し、3質量%以下の範囲内で溶解することも含む。   In the present embodiment, “does not dissolve” means that at 25 ° C., the target substance is substantially in the form of non-crosslinked resin particles with respect to the target liquid, and is 3% by mass or less. Including dissolution within the range.

(多孔質ポリイミドフィルムの製造方法)
まず、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムの製造方法について説明する。
なお、製造方法の説明において、参照する図中では、同じ構成部分には、同じ符号を付している。各図の符号において、1は非架橋樹脂粒子、2は結着樹脂、3は基板、4は剥離層、5はポリイミド前駆体溶液、7は空孔、61はポリイミド前駆体のイミド化を行う過程の被膜(ポリイミド膜)、及び62は多孔質ポリイミドフィルムを表す。
(Method for producing porous polyimide film)
First, the manufacturing method of the porous polyimide film of this embodiment is demonstrated.
In the description of the manufacturing method, the same reference numerals are given to the same components in the drawings to be referred to. In the reference numerals of the drawings, 1 is a non-crosslinked resin particle, 2 is a binder resin, 3 is a substrate, 4 is a release layer, 5 is a polyimide precursor solution, 7 is a void, and 61 is an imidization of the polyimide precursor. Process coating (polyimide film) and 62 represent a porous polyimide film.

本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法は、特に限定されないが、例えば、下記に挙げる第1の工程及び第2の工程を有する製造方法が挙げられる。
第1の工程は、水性溶剤に、ポリイミド前駆体が溶解しているポリイミド前駆体溶液と、前記ポリイミド前駆体溶液に溶解しない非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記非架橋樹脂を含む被膜を形成する工程である。
第2の工程は、前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第2の工程であって、前記非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により、前記非架橋樹脂粒子を除去する処理を含む工程である。
Although the manufacturing method of the porous polyimide film which concerns on this embodiment is not specifically limited, For example, the manufacturing method which has the 1st process and the 2nd process which are mentioned below is mentioned.
In the first step, after forming a coating film containing a polyimide precursor solution in which a polyimide precursor is dissolved and non-crosslinked resin particles not dissolved in the polyimide precursor solution in an aqueous solvent, It is a step of drying to form a film containing the polyimide precursor and the non-crosslinked resin.
The second step is a second step in which the film is heated to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film, and the non-crosslinked resin is formed by an organic solvent that dissolves the non-crosslinked resin particles. It is a process including a process of removing particles.

以下、図1に示す製造方法(本実施形態に係る製造方法の一例)について説明するが、これに限定されるわけではない。   Hereinafter, although the manufacturing method shown in FIG. 1 (an example of the manufacturing method according to the present embodiment) will be described, the present invention is not limited to this.

(第1の工程)
第1の工程は、まず、水性溶剤に、ポリイミド前駆体が溶解しているポリイミド前駆体溶液を準備する。ポリイミド前駆体が溶解しているポリイミド前駆体溶液としては、例えば、ポリイミド前駆体及び有機アミン化合物が溶解しているポリイミド前駆体溶液が好ましい。以下、一例として、ポリイミド前駆体及び有機アミン化合物が溶解しているポリイミド前駆体溶液を用いた例について説明する。次に、基板上に、ポリイミド前駆体溶液と、このポリイミド前駆体溶液に溶解しない非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を形成する。そして、基板上に形成された塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び前記非架橋樹脂粒子を含む被膜を形成する。なお、以下の説明において、非架橋樹脂粒子は、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂からなる非架橋樹脂粒子である。
(First step)
In the first step, first, a polyimide precursor solution in which a polyimide precursor is dissolved in an aqueous solvent is prepared. As the polyimide precursor solution in which the polyimide precursor is dissolved, for example, a polyimide precursor solution in which the polyimide precursor and the organic amine compound are dissolved is preferable. Hereinafter, as an example, an example using a polyimide precursor solution in which a polyimide precursor and an organic amine compound are dissolved will be described. Next, a coating film including a polyimide precursor solution and non-crosslinked resin particles that are not dissolved in the polyimide precursor solution is formed on the substrate. And the coating film formed on the board | substrate is dried, and the coating film containing a polyimide precursor and the said non-crosslinked resin particle is formed. In the following description, the non-crosslinked resin particles are non-crosslinked resin particles made of a non-crosslinked resin other than the polyimide resin.

第1の工程のうち、ポリイミド前駆体溶液と、このポリイミド前駆体溶液に溶解しない非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を基板上に形成する方法としては、具体的には、次のような方法が挙げられる。   In the first step, as a method for forming a coating film containing a polyimide precursor solution and non-crosslinked resin particles not dissolved in the polyimide precursor solution on a substrate, specifically, the following method is used. Is mentioned.

最初に、ポリイミド前駆体溶液に溶解しない非架橋樹脂粒子、非架橋樹脂粒子が溶解しない有機溶剤、及びこの有機溶剤に溶解する結着樹脂を含有する非架橋樹脂粒子分散液を準備する。次に、この非架橋樹脂粒子分散液を基板上に塗布し、乾燥させて非架橋樹脂粒子層を形成する。基板上に形成された非架橋樹脂粒子層は、例えば、隣り合う非架橋樹脂粒子どうしが溶解することなく存在しており、且つ、隣り合う非架橋樹脂粒子どうしが結着樹脂により結着している。そして、非架橋樹脂粒子層の非架橋樹脂粒子間には空隙が形成されている(図1(A)参照)。   First, a non-crosslinked resin particle dispersion containing non-crosslinked resin particles that do not dissolve in the polyimide precursor solution, an organic solvent that does not dissolve the non-crosslinked resin particles, and a binder resin that dissolves in the organic solvent is prepared. Next, this non-crosslinked resin particle dispersion is applied onto a substrate and dried to form a non-crosslinked resin particle layer. The non-crosslinked resin particle layer formed on the substrate exists, for example, without the adjacent non-crosslinked resin particles being dissolved, and the adjacent non-crosslinked resin particles are bound by the binder resin. Yes. And the space | gap is formed between the non-crosslinked resin particles of a non-crosslinked resin particle layer (refer FIG. 1 (A)).

一方で、水性溶剤に、ポリイミド前駆体及び有機アミン化合物が溶解しているポリイミド前駆体溶液を予め準備しておく。
そして、上記の基板上に形成された非架橋樹脂粒子層の非架橋樹脂粒子間に、予め準備したポリイミド前駆体溶液を含浸させる。非架橋樹脂粒子層の非架橋樹脂粒子間にポリイミド前駆体溶液を含浸させることにより、非架橋樹脂粒子層の非架橋樹脂粒子間に形成された空隙には、ポリイミド前駆体溶液が充填される。充填を促進するため、ポリイミド前駆体溶液と非架橋樹脂粒子が接触した状態で減圧し、空隙間のガス成分を除去することも好ましい。その後、この塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜が基板上に形成される(図1(B)参照)。
On the other hand, a polyimide precursor solution in which a polyimide precursor and an organic amine compound are dissolved in an aqueous solvent is prepared in advance.
Then, a previously prepared polyimide precursor solution is impregnated between the non-crosslinked resin particles of the non-crosslinked resin particle layer formed on the substrate. By impregnating the polyimide precursor solution between the non-crosslinked resin particles of the non-crosslinked resin particle layer, voids formed between the non-crosslinked resin particles of the non-crosslinked resin particle layer are filled with the polyimide precursor solution. In order to accelerate filling, it is also preferable to reduce the pressure in a state where the polyimide precursor solution and the non-crosslinked resin particles are in contact with each other to remove gas components between the voids. Then, this coating film is dried, and the coating film containing the polyimide precursor and the non-crosslinked resin particles is formed on the substrate (see FIG. 1B).

ポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜が形成される基板としては、特に制限されない。例えば、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂製基板;ガラス製基板;セラミック製基板;鉄、ステンレス鋼(SUS)等の金属基板;これらの材料が組み合わされた複合材料基板等が挙げられる。また、基板には、必要に応じて、例えば、シリコーン系やフッ素系の剥離剤等による剥離処理を行って剥離層を設けてもよい。   The substrate on which the coating containing the polyimide precursor and non-crosslinked resin particles is formed is not particularly limited. Examples thereof include resin substrates such as polystyrene and polyethylene terephthalate; glass substrates; ceramic substrates; metal substrates such as iron and stainless steel (SUS); and composite material substrates in which these materials are combined. The substrate may be provided with a release layer by performing a release treatment with a silicone-based or fluorine-based release agent or the like, if necessary.

非架橋樹脂粒子分散液の作製方法としては、特に限定されない。例えば、ポリイミド前駆体溶液に溶解しない非架橋樹脂粒子、非架橋樹脂粒子が溶解しない有機溶剤、及びこの有機溶剤に溶解する結着樹脂をそれぞれ計量し、これらを混合、攪拌して得る方法が挙げられる。非架橋樹脂粒子は、予め分散させた非架橋樹脂粒子の分散液を作製してもよく、予め分散されている市販品を用意してもよい。予め分散させた非架橋樹脂粒子の分散液を作製する場合、例えば、イオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤との少なくとも一方により、非架橋樹脂粒子の分散性を高めてもよい。
また、結着樹脂は、予め上記の有機溶剤に溶解させてもよく、非架橋樹脂粒子と有機溶剤と混合して溶解させてもよい。
A method for producing the non-crosslinked resin particle dispersion is not particularly limited. For example, non-crosslinked resin particles that do not dissolve in the polyimide precursor solution, organic solvents that do not dissolve the non-crosslinked resin particles, and binder resins that dissolve in the organic solvent are weighed, mixed, and stirred. It is done. As the non-crosslinked resin particles, a dispersion of non-crosslinked resin particles dispersed in advance may be prepared, or a commercially available product that has been dispersed in advance may be prepared. When preparing a dispersion of non-crosslinked resin particles dispersed in advance, for example, the dispersibility of the non-crosslinked resin particles may be enhanced by at least one of an ionic surfactant and a nonionic surfactant.
The binder resin may be dissolved in advance in the above organic solvent, or may be dissolved by mixing non-crosslinked resin particles and an organic solvent.

非架橋樹脂粒子分散液中の非架橋樹脂粒子と結着樹脂との比率(質量比)としては、非架橋樹脂粒子:結着樹脂=100:0.5以上100:50以下の範囲であることがよい。100:1以上100:30以下の範囲であることが好ましく、100:2以上100:20以下の範囲であることがより好ましい。この範囲であると、非架橋樹脂粒子分散液によって形成された非架橋樹脂粒子層において、結着樹脂が各々の非架橋樹脂粒子の表面の一部又は全部を覆い、隣接した非架橋樹脂粒子どうしが結着した状態(一次的に接着している状態:いわゆる擬似接着の状態を含む)が形成され易い。そして、非架橋樹脂粒子層の非架橋樹脂粒子間には、空気層の状態となる空隙が形成され易くなる。   The ratio (mass ratio) between the non-crosslinked resin particles and the binder resin in the non-crosslinked resin particle dispersion is in the range of non-crosslinked resin particles: binder resin = 100: 0.5 to 100: 50. Is good. The range is preferably from 100: 1 to 100: 30, and more preferably from 100: 2 to 100: 20. Within this range, in the non-crosslinked resin particle layer formed by the non-crosslinked resin particle dispersion, the binder resin covers part or all of the surface of each non-crosslinked resin particle, and the adjacent non-crosslinked resin particles are adjacent to each other. Are bonded (primarily bonded state: including a so-called pseudo-bonded state). And it becomes easy to form the space | gap used as the state of an air layer between the non-crosslinked resin particles of a non-crosslinked resin particle layer.

非架橋樹脂粒子としては、前述のポリイミド前駆体溶液に、溶解しないものであれば、特に限定されない。例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等の重合性単量体を重縮合して得られた非架橋樹脂粒子、ビニル樹脂、オレフィン樹脂等の重合性単量体をラジカル重合して得られた非架橋樹脂粒子が挙げられる。ラジカル重合して得られた非架橋樹脂粒子としては、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン・(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂の非架橋樹脂粒子等が挙げられる。
非架橋樹脂粒子としては、後述する第2工程で行う非架橋樹脂粒子の除去の点から、有機溶剤に可溶な非架橋樹脂粒子であることが好ましく、ポリイミド樹脂が溶解しない溶剤に可溶な非架橋樹脂粒子であることが好ましい。つまり、多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド以外の非架橋樹脂は、テトラヒドロフラン、トルエン、酢酸エチル、アセトンなどに可溶な非架橋樹脂であることが好ましい。
また、これらの中でも、非架橋樹脂粒子としては、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン・(メタ)アクリル樹脂、及びポリスチレン樹脂からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。
The non-crosslinked resin particles are not particularly limited as long as they do not dissolve in the polyimide precursor solution. For example, non-crosslinked resin particles obtained by polycondensation of polymerizable monomers such as polyester resins and urethane resins, non-crosslinked resins obtained by radical polymerization of polymerizable monomers such as vinyl resins and olefin resins Particles. Non-crosslinked resin particles obtained by radical polymerization include (meth) acrylic resin, (meth) acrylic ester resin, styrene / (meth) acrylic resin, polystyrene resin, polyethylene resin non-crosslinked resin particles, and the like. .
The non-crosslinked resin particles are preferably non-crosslinked resin particles soluble in an organic solvent from the viewpoint of removal of non-crosslinked resin particles performed in the second step described later, and are soluble in a solvent in which the polyimide resin does not dissolve. Non-crosslinked resin particles are preferred. That is, the non-crosslinked resin other than polyimide contained in the porous polyimide film is preferably a non-crosslinked resin that is soluble in tetrahydrofuran, toluene, ethyl acetate, acetone, or the like.
Among these, the non-crosslinked resin particles are at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic resin, (meth) acrylic ester resin, styrene / (meth) acrylic resin, and polystyrene resin. It is preferable.

なお、本実施形態において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」および「メタクリル」のいずれをも含むことを意味するものである。   In the present embodiment, “(meth) acryl” means that both “acryl” and “methacryl” are included.

また、非架橋樹脂粒子が、例えば、ビニル樹脂粒子である場合には、その合成方法は、特に限定されず、公知の重合法(乳化重合、ソープフリー乳化重合、懸濁重合、ミニエマルション重合、マイクロエマルション重合等のラジカル重合法)が適用され得る。   In addition, when the non-crosslinked resin particles are, for example, vinyl resin particles, the synthesis method is not particularly limited, and known polymerization methods (emulsion polymerization, soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, miniemulsion polymerization, Radical polymerization methods such as microemulsion polymerization) can be applied.

例えば、ビニル樹脂粒子の製造に乳化重合法を適用する場合、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤を溶解させた水中に、スチレン類、(メタ)アクリル酸類等の単量体を加え、さらに必要に応じてドデシル硫酸ナトリウム、ジフェニルオキサイドジスルホン酸塩類等の界面活性剤を添加し、攪拌を行いながら加熱することにより重合を行い、ビニル樹脂粒子が得られる。   For example, when an emulsion polymerization method is applied to the production of vinyl resin particles, monomers such as styrenes and (meth) acrylic acids are added to water in which a water-soluble polymerization initiator such as potassium persulfate and ammonium persulfate is dissolved. In addition, if necessary, a surfactant such as sodium dodecyl sulfate, diphenyl oxide disulfonates and the like is added, and polymerization is carried out by heating while stirring to obtain vinyl resin particles.

ビニル樹脂の単量体としては、例えば、スチレン、アルキル置換スチレン(例えば、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン等)、ハロゲン置換スチレン(例えば2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン等)、ビニルナフタレン等のスチレン骨格を有するスチレン類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルフォン酸等の酸類;エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミン等の塩基類;等の単量体を重合体させたビニル樹脂単位が挙げられる。
その他の単量体として、酢酸ビニルなどの単官能単量体、エチレングリコールジメタクリレート、ノナンジアクリレート、デカンジオールジアクリレートなどの二官能単量体、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の多官能単量体を併用してもよい。
また、ビニル樹脂は、これらの単量体を単独で用いた非架橋樹脂でもよいし、2種以上の単量体を用いた共重合体である非架橋樹脂であってもよい。
Examples of the vinyl resin monomer include styrene and alkyl-substituted styrene (for example, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-ethylstyrene, 3-ethylstyrene, 4 -Ethylstyrene, etc.), halogen-substituted styrene (for example, 2-chlorostyrene, 3-chlorostyrene, 4-chlorostyrene, etc.), styrenes having a styrene skeleton such as vinylnaphthalene; methyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Esters having vinyl groups such as ethyl acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate; acrylonitrile, methacrylonitrile Vinyl nitriles such as vinyl methyl ether, vinyl isobut Vinyl ethers such as ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl isopropenyl ketone; acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid, cinnamic acid, fumaric acid and vinyl sulfonic acid; ethyleneimine, vinyl Examples thereof include vinyl resin units obtained by polymerizing monomers such as bases such as pyridine and vinylamine.
Other monomers include monofunctional monomers such as vinyl acetate, bifunctional monomers such as ethylene glycol dimethacrylate, nonane diacrylate, decanediol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, etc. These polyfunctional monomers may be used in combination.
The vinyl resin may be a non-crosslinked resin using these monomers alone or a non-crosslinked resin which is a copolymer using two or more monomers.

ビニル樹脂粒子を構成する非架橋樹脂に使用される単量体がスチレンを含有する場合、全単量体成分に占めるスチレンの割合は20質量%以上100質量%以下が好ましく、40質量%以上100質量%以下が更に好ましい。   When the monomer used for the non-crosslinked resin constituting the vinyl resin particles contains styrene, the proportion of styrene in the total monomer component is preferably 20% by mass or more and 100% by mass or less, and 40% by mass or more and 100% by mass. A mass% or less is more preferable.

非架橋樹脂粒子の平均粒径としては、特に限定されない。例えば、2.5μm以下であることがよく、望ましは、2.0μm以下、より望ましくは1.0μm以下である。下限としては特に限定されないが、0.001μm以上であることがよく、望ましくは0.005μm以上、より望ましくは0.01μm以上である。
なお、樹脂粒子の平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。
The average particle size of the non-crosslinked resin particles is not particularly limited. For example, the thickness is preferably 2.5 μm or less, desirably 2.0 μm or less, and more desirably 1.0 μm or less. Although it does not specifically limit as a minimum, It is good that it is 0.001 micrometer or more, Desirably 0.005 micrometer or more, More desirably, it is 0.01 micrometer or more.
In addition, the average particle diameter of the resin particles is a particle size range (channel) divided by using a particle size distribution obtained by measurement with a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus (for example, LA-700 manufactured by HORIBA, Ltd.) The cumulative distribution is drawn from the small particle diameter side with respect to the volume, and the particle diameter that becomes 50% cumulative with respect to all particles is measured as the volume average particle diameter D50v.

架橋されていない樹脂粒子としては、ポリメタクリル酸メチル(MB−シリーズ、積水化成品工業社製)、(メタ)アクリル酸エステル・スチレン共重合体(FS−シリーズ:日本ペイント社製)等が挙げられる。   Examples of non-crosslinked resin particles include polymethyl methacrylate (MB-series, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.), (meth) acrylic acid ester / styrene copolymers (FS-series: manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), and the like. It is done.

結着樹脂としては、有機溶剤に溶解し、ポリイミド前駆体溶液に溶解しないものであれば、特に限定されない。例えば、ポリビニルブチラール樹脂等のアセタール樹脂;ナイロン等のポリアミド樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂;アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂等のビニル樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、等が挙げられる。ポリビニルアセタール樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂が好ましい。   The binder resin is not particularly limited as long as it is soluble in an organic solvent and not soluble in a polyimide precursor solution. For example, acetal resin such as polyvinyl butyral resin; polyamide resin such as nylon; polyester resin such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate; polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene; vinyl such as acrylic resin, polyvinyl chloride resin and polyvinylidene chloride resin Resin; polyurethane resin; polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, and the like. Polyvinyl acetal resin and aliphatic polyamide resin are preferred.

非架橋樹脂粒子が溶解しない有機溶剤としては、メタノール、エタノール、エチレングリコール等のアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル等のセロソルブ類;ヘキサン等の炭化水素類;アセトン等のケトン類;トルエン等の芳香族類;酢酸エチル等のエステル類;アセトニトリルなどのニトリル類等が挙げられる。   Examples of organic solvents in which the non-crosslinked resin particles do not dissolve include alcohols such as methanol, ethanol, and ethylene glycol; cellosolves such as ethylene glycol monomethyl ether; hydrocarbons such as hexane; ketones such as acetone; aromatics such as toluene And the like; esters such as ethyl acetate; and nitriles such as acetonitrile.

これらの中でも、非架橋樹脂粒子の形状維持性の観点から、アルコール類、セロソルブ類が好ましく、結着樹脂としては、アルコール類、セロソルブ類に可溶な樹脂(例えば、アセタール樹脂、ポリアミド樹脂)が好ましい。   Among these, alcohols and cellosolves are preferable from the viewpoint of maintaining the shape of the non-crosslinked resin particles, and as the binder resin, resins soluble in alcohols and cellosolves (for example, acetal resins and polyamide resins) are used. preferable.

非架橋樹脂粒子分散液を基板上に塗布する方法としては、特に限定されない。例えば、スプレー塗布法、回転塗布法、ロール塗布法、バー塗布法、スリットダイ塗布法、インクジェット塗布法等の各種の方法が挙げられる。   The method for applying the non-crosslinked resin particle dispersion on the substrate is not particularly limited. Examples thereof include various methods such as spray coating, spin coating, roll coating, bar coating, slit die coating, and ink jet coating.

非架橋樹脂粒子分散液を基板上に塗布した塗膜を乾燥して非架橋樹脂粒子層が得られる。乾燥温度としては、非架橋樹脂粒子の形状が保持され、非架橋樹脂粒子どうしが結着する温度(例えば、100℃)であればよい。   The coating film obtained by applying the non-crosslinked resin particle dispersion on the substrate is dried to obtain a non-crosslinked resin particle layer. The drying temperature may be a temperature at which the shape of the non-crosslinked resin particles is maintained and the non-crosslinked resin particles are bound to each other (for example, 100 ° C.).

次に、上記で形成した非架橋樹脂粒子層の非架橋樹脂粒子間に、予め準備しておいたポリイミド前駆体溶液を含浸させて、ポリイミド前駆体溶液と非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を形成する。そして、塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜を形成する。   Next, a polyimide precursor solution prepared in advance is impregnated between the non-crosslinked resin particles of the non-crosslinked resin particle layer formed above, and a coating film containing the polyimide precursor solution and the non-crosslinked resin particles is formed. Form. And a coating film is dried and the coating film containing a polyimide precursor and a non-crosslinked resin particle is formed.

ポリイミド前駆体溶液を含浸する方法としては、特に制限されない。例えば、非架橋樹脂粒子層が形成された基板をポリイミド前駆体溶液に浸漬する方法、又は基板上に形成した非架橋樹脂粒子層の上からポリイミド前駆体溶液を塗布して非架橋樹脂粒子層の粒子間に含浸させる方法等が挙げられる。
基板上に形成した非架橋樹脂粒子層の上からポリイミド前駆体溶液を塗布する方法としては、例えば、スプレー塗布法、回転塗布法、ロール塗布法、バー塗布法、スリットダイ塗布法、インクジェット塗布法等の各種の方法が挙げられる。また、非架橋樹脂粒子層を形成した非架橋樹脂粒子間に、ポリイミド前駆体溶液を含浸させる点で、非架橋樹脂粒子層の上からポリイミド前駆体溶液を塗布した後、減圧して、非架橋樹脂粒子間にポリイミド前駆体溶液を充填させる真空含浸充填法を採用すると、非架橋樹脂粒子間の空隙へポリイミド前駆体溶液が効率よく含浸されるため好適である。
The method for impregnating the polyimide precursor solution is not particularly limited. For example, a method in which a substrate on which a non-crosslinked resin particle layer is formed is immersed in a polyimide precursor solution, or a polyimide precursor solution is applied on a non-crosslinked resin particle layer formed on a substrate to form a non-crosslinked resin particle layer. Examples include a method of impregnating between particles.
Examples of the method for applying the polyimide precursor solution on the non-crosslinked resin particle layer formed on the substrate include spray coating, spin coating, roll coating, bar coating, slit die coating, and inkjet coating. And various methods. In addition, in order to impregnate the polyimide precursor solution between the non-crosslinked resin particles forming the non-crosslinked resin particle layer, after applying the polyimide precursor solution from above the non-crosslinked resin particle layer, the pressure is reduced and non-crosslinked Adopting a vacuum impregnation filling method in which the polyimide precursor solution is filled between the resin particles is preferable because the polyimide precursor solution is efficiently impregnated into the voids between the non-crosslinked resin particles.

なお、ポリイミド前駆体溶液と非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を形成する方法としては、上記の方法に限られない。
例えば、具体的には、次の方法が挙げられる。まず、水性溶剤に、ポリイミド前駆体及び有機アミン化合物が溶解しているポリイミド前駆体溶液を準備する。次に、このポリイミド前駆体溶液とポリイミド前駆体溶液に溶解しない非架橋樹脂粒子とを混合して、非架橋樹脂粒子が分散されたポリイミド前駆体溶液(以下、「非架橋樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液」とも称する)とする。そして、この非架橋樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を基板上に塗布し、ポリイミド前駆体溶液と非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を形成する。この塗膜中の非架橋樹脂粒子は、凝集が抑制された状態で分布している(図3(A)参照)。その後、この塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜が基板上に形成される。
In addition, as a method of forming the coating film containing a polyimide precursor solution and a non-crosslinked resin particle, it is not restricted to said method.
For example, the following method is specifically mentioned. First, a polyimide precursor solution in which a polyimide precursor and an organic amine compound are dissolved in an aqueous solvent is prepared. Next, this polyimide precursor solution and non-crosslinked resin particles that do not dissolve in the polyimide precursor solution are mixed together to obtain a polyimide precursor solution in which the non-crosslinked resin particles are dispersed (hereinafter referred to as “non-crosslinked resin particle-dispersed polyimide precursor”). Also referred to as “solution”). And this non-crosslinked resin particle-dispersed polyimide precursor solution is apply | coated on a board | substrate, and the coating film containing a polyimide precursor solution and a non-crosslinked resin particle is formed. The non-crosslinked resin particles in the coating film are distributed in a state where aggregation is suppressed (see FIG. 3A). Then, this coating film is dried and the coating film containing a polyimide precursor and a non-crosslinked resin particle is formed on a board | substrate.

上記の非架橋樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を作製する方法としては、特に限定されない。例えば、ポリイミド前駆体溶液と乾燥状態の非架橋樹脂粒子とを混合する方法、ポリイミド前駆体溶液と、非架橋樹脂粒子が予め水性溶剤に分散さている分散液とを混合する方法等が挙げられる。非架橋樹脂粒子が予め水性溶剤に分散されている分散液としては、予め非架橋樹脂粒子を水性溶剤に分散させた非架橋樹脂粒子の分散液を作製してもよく、非架橋樹脂粒子が予め水性溶剤に分散されている市販品の分散液を用意してもよい。なお、予め分散させた非架橋樹脂粒子の分散液を作製する場合、例えば、イオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤との少なくとも一方により、非架橋樹脂粒子の分散性を高めてもよい。   It does not specifically limit as a method of producing said non-crosslinked resin particle dispersion | distribution polyimide precursor solution. Examples thereof include a method of mixing a polyimide precursor solution and dry non-crosslinked resin particles, a method of mixing a polyimide precursor solution and a dispersion in which non-crosslinked resin particles are previously dispersed in an aqueous solvent, and the like. As the dispersion in which the non-crosslinked resin particles are previously dispersed in the aqueous solvent, a dispersion of non-crosslinked resin particles in which the non-crosslinked resin particles are previously dispersed in the aqueous solvent may be prepared. A commercially available dispersion liquid dispersed in an aqueous solvent may be prepared. When preparing a dispersion of non-crosslinked resin particles dispersed in advance, for example, the dispersibility of the non-crosslinked resin particles may be enhanced by at least one of an ionic surfactant and a nonionic surfactant. .

上記の非架橋樹脂粒子が分散されたポリイミド前駆体溶液において、非架橋樹脂粒子の割合としては、ポリイミド前駆体溶液の固形分を100とした場合の質量比で、ポリイミド前駆体溶液固形分:非架橋樹脂粒子=100:20以上100:200以下の範囲であることがよい。100:25以上100:180以下の範囲であることが好ましく、100:30以上100:150以下の範囲であることがより好ましい。   In the polyimide precursor solution in which the non-crosslinked resin particles are dispersed, the ratio of the non-crosslinked resin particles is a mass ratio when the solid content of the polyimide precursor solution is 100, and the polyimide precursor solution solid content: non Crosslinked resin particles = 100: 20 or more and 100: 200 or less are preferable. The range is preferably from 100: 25 to 100: 180, and more preferably from 100: 30 to 100: 150.

基板上に、非架橋樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布する方法としては、特に限定されない。例えば、スプレー塗布法、回転塗布法、ロール塗布法、バー塗布法、スリットダイ塗布法、インクジェット塗布法等の各種の方法が挙げられる。   The method for applying the non-crosslinked resin particle-dispersed polyimide precursor solution on the substrate is not particularly limited. Examples thereof include various methods such as spray coating, spin coating, roll coating, bar coating, slit die coating, and ink jet coating.

以上の方法により得られたポリイミド前駆体溶液と非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を得るためのポリイミド前駆体溶液の塗布量としては、多孔質ポリイミドフィルムの開孔率が高められる点で、塗膜の表面から非架橋樹脂粒子が露出する量であることがよい。例えば、非架橋樹脂粒子層を形成した非架橋樹脂粒子間に、ポリイミド前駆体溶液を含浸させる場合には、非架橋樹脂粒子層の厚さ未満になるように、ポリイミド前駆体溶液を含浸させることがよい。   The coating amount of the polyimide precursor solution for obtaining the coating film containing the polyimide precursor solution obtained by the above method and the non-crosslinked resin particles is that the porosity of the porous polyimide film is increased. The amount is preferably such that the non-crosslinked resin particles are exposed from the surface of the membrane. For example, when the polyimide precursor solution is impregnated between the non-crosslinked resin particles on which the non-crosslinked resin particle layer is formed, the polyimide precursor solution is impregnated so as to be less than the thickness of the non-crosslinked resin particle layer. Is good.

なお、非架橋樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を基板上に形成する場合には、非架橋樹脂粒子が塗膜の表面から露出する量の樹脂粒子を加え、形成することがよい。   In addition, when forming a non-crosslinked resin particle-dispersed polyimide precursor solution on a substrate, it is preferable to add and form an amount of resin particles in which the non-crosslinked resin particles are exposed from the surface of the coating film.

そして、以上の方法により得られたポリイミド前駆体溶液と非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を形成した後、乾燥して、ポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜が形成される。具体的には、ポリイミド前駆体溶液と非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を、例えば、加熱乾燥、自然乾燥、真空乾燥等の方法により乾燥させて、被膜を形成する。より具体的には、被膜に残留する溶剤が、被膜の固形分に対して50%以下、好ましくは30%以下となるように、塗膜を乾燥させて、被膜を形成する。この被膜は、ポリイミド前駆体が、水に溶解できる状態である。   And after forming the coating film containing the polyimide precursor solution and non-crosslinked resin particle obtained by the above method, it dries, and the coating film containing a polyimide precursor and a non-crosslinked resin particle is formed. Specifically, the coating film containing the polyimide precursor solution and the non-crosslinked resin particles is dried by a method such as heat drying, natural drying, or vacuum drying to form a coating film. More specifically, the coating film is dried so that the solvent remaining in the coating film is 50% or less, preferably 30% or less, based on the solid content of the coating film, thereby forming the coating film. This coating is in a state where the polyimide precursor can be dissolved in water.

また、塗膜の形成は、塗膜中に非架橋樹脂粒子が埋没する量で塗膜を形成してもよい。この場合には、第1の工程において、塗膜を得た後、乾燥して被膜を形成する過程で、非架橋樹脂粒子を露出させる処理を行って、非架橋樹脂粒子を露出させた状態にしてもよい。この非架橋樹脂粒子を露出させる処理を行うことによって、多孔質ポリイミドフィルムの開孔率が高められる。   The coating film may be formed in such an amount that the non-crosslinked resin particles are buried in the coating film. In this case, in the first step, after obtaining the coating film, in the process of drying to form the coating film, a process of exposing the non-crosslinked resin particles is performed to make the non-crosslinked resin particles exposed. May be. By performing the treatment for exposing the non-crosslinked resin particles, the porosity of the porous polyimide film is increased.

非架橋樹脂粒子を露出させる処理としては、具体的には、次のような方法が挙げられる。
非架橋樹脂粒子層を形成した非架橋樹脂粒子間に、ポリイミド前駆体溶液を含浸させ、非架橋樹脂粒子層が埋没するように塗膜を形成させると、非架橋樹脂粒子層の厚み以上の領域にポリイミド前駆体溶液が存在する(図1(B)参照)。
Specific examples of the treatment for exposing the non-crosslinked resin particles include the following methods.
When the non-crosslinked resin particle layer is impregnated with the polyimide precursor solution and the coating film is formed so that the non-crosslinked resin particle layer is buried, the area is equal to or greater than the thickness of the non-crosslinked resin particle layer. There is a polyimide precursor solution (see FIG. 1B).

ポリイミド前駆体溶液及び非架橋樹脂粒子を含む塗膜を得た後、塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜を形成する過程では、前述のように、被膜は、ポリイミド前駆体が、水に溶解できる状態である。被膜がこの状態のときに、例えば、拭き取る処理、又は水に浸漬する処理等により、非架橋樹脂粒子を露出させることができる。具体的には、非架橋樹脂粒子層の厚み以上の領域に存在するポリイミド前駆体溶液を、例えば、水拭きにより非架橋樹脂粒子層を露出させる処理を行うことで、非架橋樹脂粒子層の厚み以上の領域に存在していたポリイミド前駆体溶液が除去される。そして、非架橋樹脂粒子層の上部の領域(つまり、非架橋樹脂粒子層の基板から離れた側の領域)に存在する非架橋樹脂粒子が、被膜の表面から露出される(図1(C)参照)。   After obtaining the coating film containing the polyimide precursor solution and the non-crosslinked resin particles, in the process of drying the coating film and forming the film containing the polyimide precursor and the non-crosslinked resin particles, as described above, The polyimide precursor can be dissolved in water. When the coating is in this state, the non-crosslinked resin particles can be exposed, for example, by wiping or immersing in water. Specifically, the thickness of the non-crosslinked resin particle layer is obtained by, for example, performing a treatment for exposing the non-crosslinked resin particle layer by wiping with a polyimide precursor solution existing in a region greater than the thickness of the non-crosslinked resin particle layer. The polyimide precursor solution present in the above region is removed. Then, the non-crosslinked resin particles present in the upper region of the non-crosslinked resin particle layer (that is, the region on the side away from the substrate of the non-crosslinked resin particle layer) are exposed from the surface of the coating (FIG. 1C). reference).

なお、非架橋樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を用いて基板上に被膜を形成する場合において、非架橋樹脂粒子が埋没した被膜を形成した場合にも、被膜に埋没している非架橋樹脂粒子を露出させる処理として、前述の非架橋樹脂粒子を露出させる処理と同様の処理を採用し得る。   In the case of forming a film on the substrate using the non-crosslinked resin particle-dispersed polyimide precursor solution, the non-crosslinked resin particles embedded in the film are also formed when the film in which the non-crosslinked resin particles are embedded is formed. As the exposure process, the same process as the process of exposing the non-crosslinked resin particles described above may be employed.

(第2の工程)
第2の工程は、第1の工程で得られたポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜を加熱して、ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する工程である。そして、第2の工程には、非架橋樹脂粒子を除去する処理を含んでいる。非架橋樹脂粒子を除去する処理を経て、多孔質ポリイミドフィルムが得られる。
(Second step)
The second step is a step of heating the coating containing the polyimide precursor and non-crosslinked resin particles obtained in the first step to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film. And the process which removes a non-crosslinked resin particle is included in the 2nd process. A porous polyimide film is obtained through the treatment for removing the non-crosslinked resin particles.

第2の工程において、ポリイミドフィルムを形成する工程は、具体的に、第1の工程で得られたポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜を加熱して、イミド化を進行させ、さらに加熱して、ポリイミドフィルムが形成される。なお、イミド化が進行し、イミド化率が高くなるにしたがい、有機溶剤に溶解し難くなる。   In the second step, the step of forming the polyimide film is specifically performed by heating the film containing the polyimide precursor and non-crosslinked resin particles obtained in the first step to advance imidization, and further heating. Thus, a polyimide film is formed. In addition, as imidization proceeds and the imidization rate increases, it becomes difficult to dissolve in an organic solvent.

そして、第2の工程において、非架橋樹脂粒子を除去する処理を行う。非架橋樹脂粒子の除去は、被膜を加熱して、ポリイミド前駆体をイミド化する過程において除去してもよく、イミド化が完了した後(イミド化後)のポリイミドフィルムから除去してもよい。
なお、本実施形態において、ポリイミド前駆体をイミド化する過程とは、第1の工程で得られたポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜を加熱して、イミド化を進行させ、イミド化が完了した後のポリイミドフィルムとなるよりも前の状態となる過程を示す。
And in the 2nd process, the process which removes a non-crosslinked resin particle is performed. The non-crosslinked resin particles may be removed in the process of imidizing the polyimide precursor by heating the coating, or may be removed from the polyimide film after imidization is completed (after imidization).
In this embodiment, the process of imidizing the polyimide precursor refers to heating the film containing the polyimide precursor and non-crosslinked resin particles obtained in the first step to advance imidization and imidize. The process which will be in the state before becoming a polyimide film after completion of is shown.

具体的には、第1の工程で得られた非架橋樹脂粒子が露出した塗膜を加熱し、ポリイミド前駆体をイミド化する過程の被膜(以下、この状態の被膜を「ポリイミド膜」と称することがある)から、非架橋樹脂粒子を除去する。又はイミド化が完了した後のポリイミドフィルムから、非架橋樹脂粒子を除去してもよい。そして、非架橋樹脂粒子が除去された多孔質ポリイミドフィルムが得られる(図1(D)参照)。   Specifically, the coating film exposed to the non-crosslinked resin particles obtained in the first step is heated to imidize the polyimide precursor (hereinafter referred to as “polyimide film”). In some cases, the non-crosslinked resin particles are removed. Or you may remove a non-crosslinked resin particle from the polyimide film after imidation is completed. And the porous polyimide film from which the non-crosslinked resin particle was removed is obtained (refer FIG.1 (D)).

なお、非架橋樹脂粒子を除去する過程で、非架橋樹脂粒子の非架橋樹脂成分が、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂として、多孔質ポリイミドフィルムに含有される。図示はしないが、多孔質ポリイミドフィルムには、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂を含有している。   In the process of removing the non-crosslinked resin particles, the non-crosslinked resin component of the non-crosslinked resin particles is contained in the porous polyimide film as a non-crosslinked resin other than the polyimide resin. Although not shown, the porous polyimide film contains a non-crosslinked resin other than the polyimide resin.

非架橋樹脂粒子を除去する処理は、非架橋樹脂粒子の除去性等の点で、ポリイミド前駆体をイミド化する過程において、ポリイミド膜中のポリイミド前駆体のイミド化率が30%以上であるときに行うことが好ましい。イミド化率が30%以上になると、有機溶剤に溶解し難い状態となる。   The treatment for removing the non-crosslinked resin particles is in the process of imidizing the polyimide precursor in terms of the removability of the non-crosslinked resin particles, and the imidation ratio of the polyimide precursor in the polyimide film is 30% or more. It is preferable to carry out. When the imidization ratio is 30% or more, it becomes difficult to dissolve in an organic solvent.

非架橋樹脂粒子を除去する処理としては、非架橋樹脂が含有するように多孔質ポリイミドフィルムが得られるのであれば、特に限定されない。例えば、非架橋樹脂粒子を加熱により除去する方法、非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法、非架橋樹脂粒子をレーザ等による分解により除去する方法等が挙げられる。これらのうち、多孔質ポリイミドフィルムの亀裂の発生を抑制する点から、非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法が好ましい。   The treatment for removing the non-crosslinked resin particles is not particularly limited as long as the porous polyimide film is obtained so that the non-crosslinked resin is contained. For example, a method of removing the non-crosslinked resin particles by heating, a method of removing the non-crosslinked resin particles with an organic solvent that dissolves the non-crosslinked resin particles, a method of removing the non-crosslinked resin particles by decomposition with a laser or the like, and the like can be mentioned. Among these, the method of removing the non-crosslinked resin particles with an organic solvent is preferable from the viewpoint of suppressing the occurrence of cracks in the porous polyimide film.

例えば、加熱により除去する方法では、非架橋樹脂粒子の種類によっては、加熱による分解ガスが発生する場合がある。そして、この分解ガスに起因して、多孔質ポリイミドフィルムには、破断や亀裂等が発生する場合があり得る。そのため、亀裂の発生を抑制する点で、非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法を採用するほうが好ましい。なお、非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去した後に、さらに加熱を行い、除去率を上げることも効果的である。   For example, in the method of removing by heating, decomposition gas due to heating may be generated depending on the type of non-crosslinked resin particles. Due to the decomposition gas, the porous polyimide film may be broken or cracked. Therefore, it is preferable to employ a method of removing the non-crosslinked resin particles with an organic solvent that dissolves the non-crosslinked resin particles in terms of suppressing the occurrence of cracks. It is also effective to increase the removal rate by further heating after removing the non-crosslinked resin particles with an organic solvent that dissolves them.

また、非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法によって非架橋樹脂粒子を除去する場合、非架橋樹脂粒子を除去する過程で、有機溶剤に溶解した非架橋樹脂粒子の非架橋樹脂成分が、ポリイミド膜中に浸入する場合がある。そのため、この方法を採用することで、得られた多孔質ポリイミドフィルム中には、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂を積極的に含有させ得る。ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂を含有させる点でも、非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法を採用するほうが好ましい。さらに、この方法による非架橋樹脂粒子の除去は、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂を含有させる点で、ポリイミド前駆体をイミド化する過程の被膜(ポリイミド膜)に対して行うことが好ましい。ポリイミド膜の状態で、非架橋樹脂粒子を溶解する溶剤により、非架橋樹脂粒子を溶解することで、よりポリイミド膜中に浸入しやすくなる場合がある。   In addition, when the non-crosslinked resin particles are removed by a method of removing the non-crosslinked resin particles by an organic solvent that dissolves the non-crosslinked resin particles, the non-crosslinked resin component of the non-crosslinked resin particles dissolved in the organic solvent is removed in the process of removing the non-crosslinked resin particles. In some cases, it may penetrate into the polyimide film. Therefore, by adopting this method, the obtained porous polyimide film can positively contain a non-crosslinked resin other than the polyimide resin. From the viewpoint of containing a non-crosslinked resin other than the polyimide resin, it is preferable to employ a method of removing the non-crosslinked resin particles with an organic solvent that dissolves the non-crosslinked resin particles. Further, the removal of the non-crosslinked resin particles by this method is preferably performed on the coating (polyimide film) in the process of imidizing the polyimide precursor in that a non-crosslinked resin other than the polyimide resin is contained. When the non-crosslinked resin particles are dissolved in the state of the polyimide film by a solvent that dissolves the non-crosslinked resin particles, the polyimide film may be more easily penetrated.

非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法としては、例えば、非架橋樹脂粒子が溶解する有機溶剤と接触(例えば、溶剤中に浸漬)させ、非架橋樹脂粒子を溶解して除去する方法が挙げられる。この状態のときに、溶剤中に浸漬すると、非架橋樹脂粒子の溶解効率が高くまる点で好ましい。   As a method of removing the non-crosslinked resin particles with an organic solvent that dissolves the non-crosslinked resin particles, for example, a method of bringing the non-crosslinked resin particles into contact with the organic solvent in which the non-crosslinked resin particles are dissolved (for example, immersing in a solvent) and dissolving and removing the non-crosslinked resin particles Is mentioned. In this state, it is preferable to immerse in a solvent because the dissolution efficiency of the non-crosslinked resin particles is increased.

非架橋樹脂粒子を除去するための非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤としては、ポリイミド膜、及びイミド化が完了したポリイミドフィルムを溶解せず、非架橋樹脂粒子が可溶な有機溶剤であれば、特に限定されるものではない。例えば、テトラヒドロフラン等のエーテル類;トルエン等の芳香族類;アセトンなどのケトン類;酢酸エチルなどのエステル類;が挙げられる。
これらの中でも、テトラヒドロフラン等のエーテル類が好ましく、テトラヒドロフランを用いることがさらに好ましい。
非架橋樹脂粒子を溶解する際に水性溶剤が残留している場合には、水性溶剤が非架橋粒子を溶解する溶剤中に溶解し、ポリイミド前駆体が析出し、いわゆる湿式相転換法と類似の状態となり、空孔径の制御が困難となる場合があるため、残留している水性溶剤量は、ポリイミド前駆体質量に対して20質量%以下、好ましくは10質量%以下に低減した後に有機溶剤で非架橋粒子を溶解除去することが好ましい。
As an organic solvent for dissolving the non-crosslinked resin particles for removing the non-crosslinked resin particles, as long as the non-crosslinked resin particles are soluble, the polyimide film and the polyimide film after imidization are not dissolved. There is no particular limitation. For example, ethers such as tetrahydrofuran; aromatics such as toluene; ketones such as acetone; esters such as ethyl acetate;
Among these, ethers such as tetrahydrofuran are preferable, and tetrahydrofuran is more preferable.
When the aqueous solvent remains when dissolving the non-crosslinked resin particles, the aqueous solvent dissolves in the solvent dissolving the non-crosslinked particles, and the polyimide precursor is precipitated, which is similar to the so-called wet phase conversion method. The amount of the remaining aqueous solvent is 20% by mass or less, preferably 10% by mass or less, after being reduced to 10% by mass or less with respect to the polyimide precursor mass. It is preferable to dissolve and remove the non-crosslinked particles.

第2の工程において、第1の工程で得た被膜を加熱して、イミド化を進行させてポリイミドフィルムを得るための加熱方法としては、特に限定されない。例えば、2段階で加熱する方法が挙げられる。2段階で加熱する場合、具体的には、以下のような加熱条件が挙げられる。   In the second step, the heating method for heating the coating obtained in the first step to advance imidization to obtain a polyimide film is not particularly limited. For example, there is a method of heating in two stages. When heating in two stages, specifically, the following heating conditions are mentioned.

第1段階の加熱条件としては、非架橋樹脂粒子の形状が保持される温度であることが望ましい。具体的には、例えば、50℃以上150℃以下の範囲がよく、60℃以上140℃以下の範囲が好ましい。また、加熱時間としては、10分間以上60分間以下の範囲がよい。加熱温度が高いほど加熱時間は短くてよい。   The first stage heating condition is desirably a temperature at which the shape of the non-crosslinked resin particles is maintained. Specifically, for example, a range from 50 ° C. to 150 ° C. is preferable, and a range from 60 ° C. to 140 ° C. is preferable. The heating time is preferably in the range of 10 minutes to 60 minutes. The heating time may be shorter as the heating temperature is higher.

第2段階の加熱条件としては、例えば、150℃以上400℃以下(好ましくは200℃以上390℃以下)で、20分間以上120分間以下の条件で加熱することが挙げられる。この範囲の加熱条件とすることで、イミド化反応がさらに進行し、ポリイミドフィルムが形成され得る。加熱反応の際、加熱の最終温度に達する前に、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱することがよい。   Examples of the second stage heating condition include heating at 150 to 400 ° C. (preferably 200 to 390 ° C.) for 20 to 120 minutes. By setting the heating conditions within this range, the imidization reaction further proceeds and a polyimide film can be formed. In the heating reaction, before reaching the final temperature of heating, it is preferable to heat by gradually increasing the temperature stepwise or at a constant rate.

なお、加熱条件は上記の2段階の加熱方法に限らず、例えば、1段階で加熱する方法を採用してもよい。1段階で加熱する方法の場合、例えば、上記の第2段階で示した加熱条件のみによってイミド化を完了させてもよい。   The heating conditions are not limited to the above two-stage heating method, and for example, a method of heating in one stage may be adopted. In the case of the method of heating in one stage, for example, imidization may be completed only by the heating conditions shown in the second stage.

なお、第1の工程で、非架橋樹脂粒子を露出させる処理を施さない場合、開孔率を高める点で、第2の工程において、非架橋樹脂粒子を露出させる処理を行って非架橋樹脂粒子を露出させた状態とすることが好ましい。第2の工程において、非架橋樹脂粒子を露出させる処理は、ポリイミド前駆体のイミド化を行う過程、又はイミド化後、且つ、非架橋樹脂粒子を除去する処理よりも前で行うことが好ましい。   In the case where the treatment for exposing the non-crosslinked resin particles is not performed in the first step, the treatment for exposing the non-crosslinked resin particles is performed in the second step in order to increase the porosity. It is preferable to be in a state where is exposed. In the second step, the treatment for exposing the non-crosslinked resin particles is preferably performed in the process of imidizing the polyimide precursor, or after the imidization and before the treatment for removing the non-crosslinked resin particles.

例えば、第1の工程において、基板上に非架橋樹脂粒子層を形成し(図2(A)参照)、非架橋樹脂粒子層の非架橋樹脂粒子間にポリイミド前駆体溶液を含浸させて、非架橋樹脂粒子が埋没する状態の塗膜を形成する(図2(B)参照)。次に、塗膜を乾燥して被膜を形成する過程で、非架橋樹脂粒子を露出させる処理を行わずに、ポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜を形成する。この方法により形成された被膜は、非架橋樹脂粒子層が埋没された状態の被膜が形成される。この被膜に対して、加熱を行い、非架橋樹脂粒子の除去処理を行う前に、ポリイミド前駆体をイミド化する過程、又はイミド化が完了した後(イミド化後)のポリイミドフィルムから非架橋樹脂粒子を露出させる処理を行う。   For example, in the first step, a non-crosslinked resin particle layer is formed on the substrate (see FIG. 2A), and a polyimide precursor solution is impregnated between the non-crosslinked resin particles of the non-crosslinked resin particle layer. A coating film in which the crosslinked resin particles are buried is formed (see FIG. 2B). Next, in the process of drying the coating film to form the coating film, a coating film containing the polyimide precursor and the non-crosslinked resin particles is formed without performing the treatment for exposing the non-crosslinked resin particles. The film formed by this method forms a film in which the non-crosslinked resin particle layer is buried. This coating is heated to remove the non-crosslinked resin particles, and before the removal treatment of the non-crosslinked resin particles, the process of imidizing the polyimide precursor, or the polyimide film after imidization is completed (after imidization) A process for exposing the particles is performed.

第2の工程において、非架橋樹脂粒子を露出させる処理は、例えば、ポリイミド膜が次のような状態であるときに施すことが挙げられる。
ポリイミド膜中のポリイミド前駆体のイミド化率が15%未満であるとき(すなわち、ポリイミド膜が水に溶解できる状態)に非架橋樹脂粒子を露出させる処理を行う場合、上記のポリイミド膜中に埋没している非架橋樹脂粒子を露出させる処理としては、拭き取る処理、水に浸漬する処理等が挙げられる。
In the second step, the treatment for exposing the non-crosslinked resin particles may be performed, for example, when the polyimide film is in the following state.
When the imidation ratio of the polyimide precursor in the polyimide film is less than 15% (that is, the state in which the polyimide film can be dissolved in water), when the treatment for exposing the non-crosslinked resin particles is performed, the polyimide film is buried in the polyimide film. Examples of the process for exposing the non-crosslinked resin particles that are exposed include a wiping process and a process of immersing in water.

また、ポリイミド膜中のポリイミド前駆体のイミド化率が15%以上であるとき(すなわち、有機溶剤に溶解し難い状態)、及びイミド化が完了したポリイミドフィルムとなった状態であるときに非架橋樹脂粒子を露出させる処理を行う場合には、紙やすり等の工具類で機械的に切削して非架橋樹脂粒子を露出させる方法、レーザ等で分解して非架橋樹脂粒子を露出させる方法が挙げられる。
例えば、機械的に切削する場合には、ポリイミド膜に埋没している非架橋樹脂粒子層の上部の領域(つまり、非架橋樹脂粒子層の基板から離れた側の領域)に存在する非架橋樹脂粒子の一部分が、非架橋樹脂粒子の上部に存在しているポリイミド膜とともに切削され、切削された非架橋樹脂粒子がポリイミド膜の表面から露出される(図2(C)参照)。
Moreover, when the imidation ratio of the polyimide precursor in the polyimide film is 15% or more (that is, in a state in which it is difficult to dissolve in an organic solvent), and when the polyimide film has been imidized, it is non-crosslinked. In the case of performing the treatment for exposing the resin particles, a method of exposing the non-crosslinked resin particles by mechanical cutting with a tool such as a sandpaper, a method of exposing the non-crosslinked resin particles by decomposition with a laser or the like can be mentioned. It is done.
For example, when mechanically cutting, the non-crosslinked resin present in the upper region of the non-crosslinked resin particle layer buried in the polyimide film (that is, the region on the side away from the substrate of the non-crosslinked resin particle layer). Part of the particles is cut together with the polyimide film present on the upper part of the non-crosslinked resin particles, and the cut non-crosslinked resin particles are exposed from the surface of the polyimide film (see FIG. 2C).

その後、非架橋樹脂粒子が露出されたポリイミド膜から、既述の非架橋樹脂粒子の除去処理により非架橋樹脂粒子を除去する。そして、非架橋樹脂粒子が除去された多孔質ポリイミドフィルムが得られる(図2(D)参照)。   Thereafter, the non-crosslinked resin particles are removed from the polyimide film from which the non-crosslinked resin particles are exposed by the above-described removal treatment of the non-crosslinked resin particles. And the porous polyimide film from which the non-crosslinked resin particle was removed is obtained (refer FIG.2 (D)).

なお、非架橋樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を用いて基板上に被膜を形成する場合、非架橋樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を基板上に塗布し、非架橋樹脂粒子が埋没した塗膜を形成する(図3(A)参照)。この塗膜を乾燥して被膜を形成する過程で、非架橋樹脂粒子を露出させる処理を行わずに、ポリイミド前駆体及び非架橋樹脂粒子を含む被膜を形成すると、非架橋樹脂粒子が埋没した被膜が形成される。そして、この被膜に加熱して、イミド化する過程の被膜(ポリイミド膜)は、非架橋樹脂粒子層が埋没されている状態となる。開孔率を高めるために、第2の工程において行う、非架橋樹脂粒子を露出させる処理としては、既述の非架橋樹脂粒子を露出させる処理と同様の処理を採用し得る。そして、非架橋樹脂粒子の上部に存在しているポリイミド膜とともに切削され、非架橋樹脂粒子がポリイミド膜の表面から露出される(図3(B)参照)。   In addition, when forming a film on a substrate using a non-crosslinked resin particle-dispersed polyimide precursor solution, the non-crosslinked resin particle-dispersed polyimide precursor solution is applied on the substrate to form a coating film in which the non-crosslinked resin particles are buried. (See FIG. 3A). In the process of drying the coating film to form a coating film, the coating film including the polyimide precursor and the non-crosslinking resin particles is formed without performing the treatment for exposing the non-crosslinking resin particles. Is formed. And the film (polyimide film) in the process of imidizing by heating to this film is in a state where the non-crosslinked resin particle layer is buried. In order to increase the open area ratio, the treatment for exposing the non-crosslinked resin particles performed in the second step can be the same as the treatment for exposing the non-crosslinked resin particles described above. And it cuts with the polyimide film which exists on the upper part of a non-crosslinked resin particle, and a non-crosslinked resin particle is exposed from the surface of a polyimide film (refer to Drawing 3 (B)).

その後、非架橋樹脂粒子が露出されたポリイミド膜から、既述の非架橋樹脂粒子の除去処理により非架橋樹脂粒子を除去する。そして、非架橋樹脂粒子が除去された多孔質ポリイミドフィルムが得られる(図3(C)参照)。   Thereafter, the non-crosslinked resin particles are removed from the polyimide film from which the non-crosslinked resin particles are exposed by the above-described removal treatment of the non-crosslinked resin particles. And the porous polyimide film from which the non-crosslinked resin particle was removed is obtained (refer FIG.3 (C)).

なお、第2の工程において、第1の工程で使用した上記の被膜を形成するための基板は、乾燥した被膜となったときに剥離してもよく、ポリイミド膜中のポリイミド前駆体が、有機溶剤に溶解し難い状態となったときに剥離してもよく、イミド化が完了したフィルムになった状態のときに剥離してもよい。   In the second step, the substrate for forming the coating used in the first step may be peeled off when it becomes a dry coating, and the polyimide precursor in the polyimide film is organic. It may be peeled off when it is difficult to dissolve in a solvent, or it may be peeled off when the film has been imidized.

以上の工程を経て、ポリイミド樹脂とポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂とを含有する多孔質ポリイミドフィルムが得られる。そして、多孔質ポリイミドフィルムは、使用目的によって後加工してもよい。   Through the above steps, a porous polyimide film containing a polyimide resin and a non-crosslinked resin other than the polyimide resin is obtained. The porous polyimide film may be post-processed depending on the purpose of use.

〔ポリイミド前駆体溶液〕
ポリイミド前駆体溶液は、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂が含有している多孔質ポリイミドフィルムが得られるならば、特に限定されない。亀裂の発生を抑制する点で、水性溶剤に、ポリイミド前駆体が溶解しているポリイミド前駆体溶液であることが好ましい。
[Polyimide precursor solution]
The polyimide precursor solution is not particularly limited as long as a porous polyimide film containing non-crosslinked resin other than polyimide resin is obtained. A polyimide precursor solution in which a polyimide precursor is dissolved in an aqueous solvent is preferable in terms of suppressing the occurrence of cracks.

以下、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムを得るためのポリイミド前駆体溶液の各成分について説明する。なお、水性溶剤に、ポリイミド前駆体及び有機アミン化合物が溶解しているポリイミド前駆体溶液を例に挙げて説明する。   Hereinafter, each component of the polyimide precursor solution for obtaining the porous polyimide film which concerns on this embodiment is demonstrated. In addition, the polyimide precursor solution in which the polyimide precursor and the organic amine compound are dissolved in the aqueous solvent will be described as an example.

(ポリイミド前駆体)
ポリイミド前駆体は、一般式(I)で表される繰り返し単位を有する樹脂(ポリアミック酸)である。
(Polyimide precursor)
A polyimide precursor is resin (polyamic acid) which has a repeating unit represented by general formula (I).

(一般式(I)中、Aは4価の有機基を示し、Bは2価の有機基を示す。) (In general formula (I), A represents a tetravalent organic group, and B represents a divalent organic group.)

ここで、一般式(I)中、Aが表す4価の有機基としては、原料となるテトラカルボン酸二無水物より4つのカルボキシル基を除いたその残基である。
一方、Bが表す2価の有機基としては、原料となるジアミン化合物から2つのアミノ基を除いたその残基である。
Here, in the general formula (I), the tetravalent organic group represented by A is a residue obtained by removing four carboxyl groups from a tetracarboxylic dianhydride as a raw material.
On the other hand, the divalent organic group represented by B is a residue obtained by removing two amino groups from a diamine compound as a raw material.

つまり、一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との重合体である。   That is, the polyimide precursor having the repeating unit represented by the general formula (I) is a polymer of tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound.

テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系、脂肪族系いずれの化合物も挙げられるが、芳香族系の化合物であることがよい。つまり、一般式(I)中、Aが表す4価の有機基は、芳香族系有機基であることがよい。   The tetracarboxylic dianhydride includes both aromatic and aliphatic compounds, but is preferably an aromatic compound. That is, in the general formula (I), the tetravalent organic group represented by A is preferably an aromatic organic group.

芳香族系テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルメタン二無水物等を挙げられる。   Examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and 3,3 ′, 4,4′-biphenyl. Sulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′- Biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dimethyldiphenylsilane tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-tetraphenylsilane tetracarboxylic dianhydride, 1 , 2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl sulfide dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyl) Noxi) diphenylsulfone dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidenediphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride, p- Phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenyl ether dianhydride, bis (triphenyl) Phthalic acid) -4,4'-diphenylmethane dianhydride.

脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6−トリカルボキシノルボナン−2−酢酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族又は脂環式テトラカルボン酸二無水物;1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン等の芳香環を有する脂肪族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。   Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4. -Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorbonane 2-acetic acid dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid Aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydrides such as acid dianhydrides, bicyclo [2,2,2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydrides; , 3,3a, 4,5,9b-hexahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5 9b-Hexahydro-5-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5 Aliphatic tetracarboxylic acids having an aromatic ring such as 9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione A dianhydride etc. are mentioned.

これらの中でも、テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系テトラカルボン酸二無水物がよく、具体的には、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物がよく、更に、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物がよく、特に、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物がよい。   Among these, the tetracarboxylic dianhydride is preferably an aromatic tetracarboxylic dianhydride, specifically, for example, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl. Tetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4 , 4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride is preferable, and pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4 ′ -Benzophenone tetracarboxylic dianhydride is good, especially 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride.

なお、テトラカルボン酸二無水物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて併用してもよい。
また、2種以上を組み合わせて併用する場合、芳香族テトラカルボン酸二無水物、又は脂肪族テトラカルボン酸を各々併用しても、芳香族テトラカルボン酸二無水物と脂肪族テトラカルボン酸二無水物とを組み合わせてもよい。
In addition, tetracarboxylic dianhydride may be used individually by 1 type, and may be used together in combination of 2 or more types.
In addition, when two or more types are used in combination, aromatic tetracarboxylic dianhydride or aliphatic tetracarboxylic dianhydride and aliphatic tetracarboxylic dianhydride may be used in combination. You may combine things.

一方、ジアミン化合物は、分子構造中に2つのアミノ基を有するジアミン化合物である。ジアミン化合物としては、芳香族系、脂肪族系いずれの化合物も挙げられるが、芳香族系の化合物であることがよい。つまり、一般式(I)中、Bが表す2価の有機基は、芳香族系有機基であることがよい。   On the other hand, a diamine compound is a diamine compound having two amino groups in the molecular structure. Examples of diamine compounds include aromatic and aliphatic compounds, but aromatic compounds are preferred. That is, in the general formula (I), the divalent organic group represented by B is preferably an aromatic organic group.

ジアミン化合物としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、1,5−ジアミノナフタレン、3,3−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、5−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、6−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,5−ジアミノ−3’−トリフルオロメチルベンズアニリド、3,5−ジアミノ−4’−トリフルオロメチルベンズアニリド、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,7−ジアミノフルオレン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、2,2’,5,5’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−5,5’−ジメトキシビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)−ビフェニル、1,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−(p−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、2,2’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチル)フェノキシ]−オクタフルオロビフェニル等の芳香族ジアミン;ジアミノテトラフェニルチオフェン等の芳香環に結合された2個のアミノ基と当該アミノ基の窒素原子以外のヘテロ原子を有する芳香族ジアミン;1,1−メタキシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、4,4−ジアミノヘプタメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソフォロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ[6,2,1,02.7]−ウンデシレンジメチルジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等の脂肪族ジアミン及び脂環式ジアミン等が挙げられる。 Examples of the diamine compound include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide. 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 5-amino-1- (4′-aminophenyl) -1,3,3 -Trimethylindane, 6-amino-1- (4'-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,5-diamino-3'-trifluoromethylbenzanilide 3,5-diamino-4′-trifluoromethylbenzanilide, 3,4′-diaminodiphenyl ether, , 7-diaminofluorene, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4′-methylene-bis (2-chloroaniline), 2,2 ′, 5,5′-tetrachloro-4 , 4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dichloro-4,4'-diamino-5,5'-dimethoxybiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino -2,2'-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoro Propane, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) -biphenyl, 1,3′-bis (4-aminophenoxy) benzene, 9,9-bi (4-aminophenyl) fluorene, 4,4 ′-(p-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 2,2′-bis [4- (4-amino- Aromatic diamines such as 2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-bis [4- (4-amino-2-trifluoromethyl) phenoxy] -octafluorobiphenyl; diaminotetraphenylthiophene, etc. An aromatic diamine having two amino groups bonded to the aromatic ring and a hetero atom other than the nitrogen atom of the amino group; 1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, penta Methylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminohe Data diamine, 1,4-diaminocyclohexane, isophorone diamine, tetrahydrodicyclopentadiene cyclopentadienylide diamine, hexahydro-4,7-meth Noin mite range diamine, tricyclo [6,2,1,0 2.7] Examples thereof include aliphatic diamines such as undecylenedimethyl diamine and 4,4′-methylene bis (cyclohexylamine), and alicyclic diamines.

これらの中でも、ジアミン化合物としては、芳香族系ジアミン化合物がよく、具体的には、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォンがよく、特に、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、p−フェニレンジアミンがよい。   Among these, as the diamine compound, an aromatic diamine compound is good, and specifically, for example, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, and 4,4′-diaminodiphenyl sulfone are preferable, and 4,4′-diaminodiphenyl ether and p-phenylenediamine are particularly preferable.

なお、ジアミン化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて併用してもよい。また、2種以上を組み合わせて併用する場合、芳香族ジアミン化合物、又は脂肪族ジアミン化合物を各々併用しても、芳香族ジアミン化合物と脂肪族ジアミン化合物とを組み合わせてもよい。   In addition, a diamine compound may be used individually by 1 type, and may be used together in combination of 2 or more types. Moreover, when using together and using 2 or more types, you may use together an aromatic diamine compound or an aliphatic diamine compound, respectively, or may combine an aromatic diamine compound and an aliphatic diamine compound.

ポリイミド前駆体の数平均分子量は、1000以上150000以下であることがよく、より好ましくは5000以上130000以下、更に好ましくは10000以上100000以下である。
ポリイミド前駆体の数平均分子量を上記範囲とすると、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性の低下が抑制され、製膜性が確保され易くなる。
The number average molecular weight of the polyimide precursor is preferably from 1,000 to 150,000, more preferably from 5,000 to 130,000, and even more preferably from 10,000 to 100,000.
When the number average molecular weight of the polyimide precursor is within the above range, a decrease in the solubility of the polyimide precursor in the solvent is suppressed, and film forming properties are easily secured.

ポリイミド前駆体の数平均分子量は、下記測定条件のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法で測定される。
・カラム:東ソーTSKgelα−M(7.8mm I.D×30cm)
・溶離液:DMF(ジメチルホルムアミド)/30mMLiBr/60mMリン酸
・流速:0.6mL/min
・注入量:60μL
・検出器:RI(示差屈折率検出器)
The number average molecular weight of the polyimide precursor is measured by a gel permeation chromatography (GPC) method under the following measurement conditions.
Column: Tosoh TSKgel α-M (7.8 mm ID × 30 cm)
Eluent: DMF (dimethylformamide) / 30 mM LiBr / 60 mM phosphoric acidFlow rate: 0.6 mL / min
・ Injection volume: 60 μL
・ Detector: RI (differential refractive index detector)

ポリイミド前駆体の含有量(濃度)は、全ポリイミド前駆体溶液に対して、0.1質量%以上40質量%以下であることがよく、好ましくは0.5質量%以上25質量%以下、より好ましくは1質量%以上20質量%以下である。   The content (concentration) of the polyimide precursor may be 0.1% by mass or more and 40% by mass or less, preferably 0.5% by mass or more and 25% by mass or less, based on the total polyimide precursor solution. Preferably they are 1 mass% or more and 20 mass% or less.

(有機アミン化合物)
有機アミン化合物は、ポリイミド前駆体(そのカルボキシル基)をアミン塩化して、その水性溶剤に対する溶解性を高めると共に、イミド化促進剤としても機能する化合物である。具体的には、有機アミン化合物は、分子量170以下のアミン化合物であることがよい。有機アミン化合物は、ポリイミド前駆体の原料となるジアミン化合物を除く化合物であることがよい。
なお、有機アミン化合物は、水溶性の化合物であることがよい。水溶性とは、25℃において、対象物質が水に対して1質量%以上溶解することを意味する。
(Organic amine compound)
An organic amine compound is a compound that functions as an imidization accelerator while amine-treating a polyimide precursor (its carboxyl group) to increase its solubility in an aqueous solvent. Specifically, the organic amine compound is preferably an amine compound having a molecular weight of 170 or less. The organic amine compound may be a compound excluding a diamine compound that is a raw material for the polyimide precursor.
The organic amine compound is preferably a water-soluble compound. Water-soluble means that the target substance dissolves 1% by mass or more in water at 25 ° C.

有機アミン化合物としては、1級アミン化合物、2級アミン化合物、3級アミン化合物が挙げられる。
これらの中でも、有機アミン化合物としては、2級アミン化合物、及び3級アミン化合物から選択される少なくとも一種(特に、3級アミン化合物)がよい。有機アミン化合物として、3級アミン化合物又は2級アミン化合物を適用すると(特に、3級アミン化合物)、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性が高まり易くなり、製膜性が向上し易くなり、また、ポリイミド前駆体溶液の保存安定性が向上し易くなる。
Examples of organic amine compounds include primary amine compounds, secondary amine compounds, and tertiary amine compounds.
Among these, as the organic amine compound, at least one selected from a secondary amine compound and a tertiary amine compound (particularly a tertiary amine compound) is preferable. When a tertiary amine compound or a secondary amine compound is applied as the organic amine compound (particularly a tertiary amine compound), the solubility of the polyimide precursor in the solvent is likely to be increased, and the film forming property is easily improved. Storage stability of the polyimide precursor solution is easily improved.

また、有機アミン化合物としては、1価のアミン化合物以外にも、2価以上の多価アミン化合物も挙げられる。2価以上の多価アミン化合物を適用すると、ポリイミド前駆体の分子間に疑似架橋構造を形成し易くなり、また、ポリイミド前駆体溶液の保存安定性が向上し易くなる。   Moreover, as an organic amine compound, the polyvalent amine compound more than bivalence other than a monovalent amine compound is also mentioned. When a polyvalent amine compound having two or more valences is applied, a pseudo-crosslinked structure is easily formed between the molecules of the polyimide precursor, and the storage stability of the polyimide precursor solution is easily improved.

1級アミン化合物としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、2−エタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、などが挙げられる。
2級アミン化合物としては、例えば、ジメチルアミン、2−(メチルアミノ)エタノール、2−(エチルアミノ)エタノール、モルホリンなどが挙げられる。
3級アミン化合物としては、例えば、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、2−ジメチルアミノプロパノール、ピリジン、トリエチルアミン、ピコリン、メチルモルホリン、エチルモルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。
Examples of the primary amine compound include methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, 2-ethanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, and the like.
Examples of the secondary amine compound include dimethylamine, 2- (methylamino) ethanol, 2- (ethylamino) ethanol, morpholine, and the like.
Examples of the tertiary amine compound include 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 2-dimethylaminopropanol, pyridine, triethylamine, picoline, methylmorpholine, ethylmorpholine, 1,2-dimethylimidazole, and 2-ethyl-4. -Methylimidazole etc. are mentioned.

ここで、有機アミン化合物としては、製膜性の点から、窒素を含有する複素環構造を有するアミン化合物(特に、3級アミン化合物)も好ましい。窒素を含有する複素環構造を有するアミン化合物(以下、「含窒素複素環アミン化合物」と称する)としては、例えば、イソキノリン類(イソキノリン骨格を有するアミン化合物)、ピリジン類(ピリジン骨格を有するアミン化合物)、ピリミジン類(ピリミジン骨格を有するアミン化合物)、ピラジン類(ピラジン骨格を有するアミン化合物)、ピペラジン類(ピペラジン骨格を有するアミン化合物)、トリアジン類(トリアジン骨格を有するアミン化合物)、イミダゾール類(イミダゾール骨格を有するアミン化合物)、モルホリン類(モルホリン骨格を有するアミン化合物)、ポリアニリン、ポリピリジン、ポリアミンなどが挙げられる。   Here, as the organic amine compound, an amine compound having a heterocyclic structure containing nitrogen (particularly, a tertiary amine compound) is also preferable from the viewpoint of film forming properties. Examples of amine compounds having a heterocyclic structure containing nitrogen (hereinafter referred to as “nitrogen-containing heterocyclic amine compounds”) include, for example, isoquinolines (amine compounds having an isoquinoline skeleton) and pyridines (amine compounds having a pyridine skeleton). ), Pyrimidines (amine compounds having pyrimidine skeleton), pyrazines (amine compounds having pyrazine skeleton), piperazines (amine compounds having piperazine skeleton), triazines (amine compounds having triazine skeleton), imidazoles (imidazole) Amine compounds having a skeleton), morpholines (amine compounds having a morpholine skeleton), polyaniline, polypyridine, polyamine, and the like.

含窒素複素環アミン化合物としては、製膜性の点から、モルホリン類、ピリジン類、およびイミダゾール類よりなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましく、N−メチルモルホリン、ピリジン、およびピコリンよりなる群から選択される少なくとも一種であることがより好ましい。   The nitrogen-containing heterocyclic amine compound is preferably at least one selected from the group consisting of morpholines, pyridines, and imidazoles from the viewpoint of film forming properties, and more preferably from N-methylmorpholine, pyridine, and picoline. More preferably, it is at least one selected from the group consisting of:

これらの中でも、有機アミン化合物としては、沸点が60℃以上(好ましくは60℃以上200℃以下、より好ましくは70℃以上150℃以下)の化合物であることがよい。有機アミン化合物の沸点を60℃以上とすると、保管時に、ポリイミド前駆体溶液から有機アミン化合物が揮発するのを抑制し、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性の低下が抑制され易くなる。   Among these, the organic amine compound is preferably a compound having a boiling point of 60 ° C. or higher (preferably 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or higher and 150 ° C. or lower). When the boiling point of the organic amine compound is 60 ° C. or higher, the organic amine compound is prevented from volatilizing from the polyimide precursor solution during storage, and the solubility of the polyimide precursor in the solvent is easily suppressed.

有機アミン化合物は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体のカルボキシル基(−COOH)に対して、50モル%以上500モル%以下で含有することがよく、好ましくは80モル%以上250モル%以下、より好ましくは90モル%以上200モル%以下で含有することである。
有機アミン化合物の含有量を上記範囲とすると、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性が高まり易くなり、製膜性が向上し易くなる。また、ポリイミド前駆体溶液の保存安定性も向上し易くなる。
The organic amine compound may be contained in an amount of 50 mol% to 500 mol%, preferably 80 mol% to 250 mol%, based on the carboxyl group (—COOH) of the polyimide precursor in the polyimide precursor solution. More preferably, it is contained at 90 mol% or more and 200 mol% or less.
When the content of the organic amine compound is in the above range, the solubility of the polyimide precursor in the solvent is likely to increase, and the film forming property is easily improved. Moreover, it becomes easy to improve the storage stability of the polyimide precursor solution.

上記の有機アミン化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。   Said organic amine compound may be used individually by 1 type, and may be used together 2 or more types.

(水性溶剤)
水性溶剤は、水を含む水性溶剤である。具体的には、水性溶剤は、全水性溶剤に対して水を50質量%以上含有する溶剤であることがよい。水としては、例えば、蒸留水、イオン交換水、限外濾過水、純水等が挙げられる。
(Aqueous solvent)
The aqueous solvent is an aqueous solvent containing water. Specifically, the aqueous solvent is preferably a solvent containing 50% by mass or more of water with respect to the total aqueous solvent. Examples of water include distilled water, ion exchange water, ultrafiltration water, and pure water.

水の含有量は、全水性溶剤に対して、50質量%以上100質量%以下が好ましく、70質量%以上100質量%以下がより好ましく、80質量%以上100質量%以下が更に好ましい。   The content of water is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, and still more preferably 80% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the total aqueous solvent.

なお、水性溶剤が水以外の溶剤を含む場合、水以外の溶剤としては、例えば、水溶性有機溶剤、非プロトン系極性溶剤が挙げられる。水以外の溶剤としては、ポリイミド成形体の透明性、機械的強度等の点から、水溶性の有機溶剤が好ましい。特に、透明性、機械的強度に加え、耐熱性、電気特性、耐溶剤性等のポリイミド成形体の諸特性向上の点から、水性溶剤は、非プロトン系極性溶剤は含まない、又は含んでも少量(例えば、全水性溶剤に対して40質量%以下、好ましくは30質量%以下)であることがよい。ここで、水溶とは、25℃において、対象物質が水に対して1質量%以上溶解することを意味する。   When the aqueous solvent includes a solvent other than water, examples of the solvent other than water include a water-soluble organic solvent and an aprotic polar solvent. As the solvent other than water, a water-soluble organic solvent is preferable from the viewpoints of transparency and mechanical strength of the polyimide molded body. In particular, from the viewpoint of improving various properties of the polyimide molded product such as heat resistance, electrical properties and solvent resistance in addition to transparency and mechanical strength, the aqueous solvent does not contain an aprotic polar solvent or contains a small amount. (For example, 40% by mass or less, preferably 30% by mass or less with respect to the total aqueous solvent). Here, water-soluble means that the target substance dissolves 1% by mass or more with respect to water at 25 ° C.

上記水溶性の有機溶剤は、1種単独で用いてもよいが、2種以上併用してもよい。   Although the said water-soluble organic solvent may be used individually by 1 type, you may use 2 or more types together.

水溶性エーテル系溶剤は、一分子中にエーテル結合を持つ水溶性の溶剤である。水溶性エーテル系溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、トリオキサン、1,2−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、水溶性エーテル系溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサンが好ましい。   The water-soluble ether solvent is a water-soluble solvent having an ether bond in one molecule. Examples of the water-soluble ether solvent include tetrahydrofuran (THF), dioxane, trioxane, 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and the like. Among these, tetrahydrofuran and dioxane are preferable as the water-soluble ether solvent.

水溶性ケトン系溶剤は、一分子中にケトン基を持つ水溶性の溶剤である。水溶性ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。これらの中でも、水溶性ケトン系溶剤としては、アセトンが好ましい。   The water-soluble ketone solvent is a water-soluble solvent having a ketone group in one molecule. Examples of the water-soluble ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone. Among these, acetone is preferable as the water-soluble ketone solvent.

水溶性アルコール系溶剤は、一分子中にアルコール性水酸基を持つ水溶性の溶剤である。水溶性アルコール系溶剤は、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、tert−ブチルアルコール、エチレングリコール、エチレングリコールのモノアルキルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールのモノアルキルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールのモノアルキルエーテル、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、グリセリン、2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール等が挙げられる。これらの中でも、水溶性アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、2−プロパノール、エチレングリコール、エチレングリコールのモノアルキルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールのモノアルキルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールのモノアルキルエーテルが好ましい。   The water-soluble alcohol solvent is a water-soluble solvent having an alcoholic hydroxyl group in one molecule. Examples of the water-soluble alcohol solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, tert-butyl alcohol, ethylene glycol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoalkyl ether, diethylene glycol, and diethylene glycol. Monoalkyl ether, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-butene- Examples include 1,4-diol, 2-methyl-2,4-pentanediol, glycerin, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 1,2,6-hexanetriol and the like. Among these, as the water-soluble alcohol solvent, methanol, ethanol, 2-propanol, ethylene glycol, monoalkyl ether of ethylene glycol, propylene glycol, monoalkyl ether of propylene glycol, diethylene glycol, and monoalkyl ether of diethylene glycol are preferable.

水性溶剤として水以外の非プロトン系極性溶剤を含有する場合、併用される非プロトン系極性溶剤は、沸点150℃以上300℃以下で、双極子モーメントが3.0D以上5.0D以下の溶剤である。非プロトン系極性溶剤として具体的には、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ヘキサメチレンホスホルアミド(HMPA)、N−メチルカプロラクタム、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルイミダゾリジノン(DMI)、N,N'−ジメチルプロピレン尿素、テトラメチル尿素、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等が挙げられる。   When an aprotic polar solvent other than water is contained as the aqueous solvent, the aprotic polar solvent used in combination is a solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower and a dipole moment of 3.0D or higher and 5.0D or lower. is there. Specific examples of the aprotic polar solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), Hexamethylene phosphoramide (HMPA), N-methylcaprolactam, N-acetyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylimidazolidinone (DMI), N, N′-dimethylpropyleneurea, tetramethylurea, trimethyl phosphate And triethyl phosphate.

なお、水性溶剤として水以外の溶剤を含有する場合、併用される溶剤は、沸点が270℃以下であることがよく、好ましくは60℃以上250℃以下、より好ましくは80℃以上230℃以下である。併用される溶剤の沸点を上記範囲とすると、水以外の溶剤がポリイミド成形体に残留し難くなり、また、機械的強度の高いポリイミド成形体が得られ易くなる。   In addition, when a solvent other than water is contained as the aqueous solvent, the solvent used in combination may have a boiling point of 270 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 230 ° C. or lower. is there. When the boiling point of the solvent used in combination is in the above range, it is difficult for a solvent other than water to remain in the polyimide molded body, and a polyimide molded body having high mechanical strength is easily obtained.

ここで、ポリイミド前駆体が溶剤に溶解する範囲は、水の含有量、有機アミン化合物の種類及び量によって制御される。水の含有量が低い範囲では、有機アミン化合物の含有量が少ない領域でポリイミド前駆体は溶解し易くなる。逆に、水の含有量が高い範囲では、有機アミン化合物の含有量が多い領域でポリイミド前駆体は溶解し易くなる。また、有機アミン化合物が水酸基を有するなど親水性が高い場合は、水の含有量が高い領域でポリイミド前駆体は溶解し易くなる。   Here, the range in which the polyimide precursor is dissolved in the solvent is controlled by the water content and the type and amount of the organic amine compound. In a range where the water content is low, the polyimide precursor is easily dissolved in a region where the content of the organic amine compound is low. On the contrary, in the range where the content of water is high, the polyimide precursor is easily dissolved in a region where the content of the organic amine compound is large. Further, when the organic amine compound has high hydrophilicity such as a hydroxyl group, the polyimide precursor is easily dissolved in a region where the water content is high.

また、非プロトン系極性溶剤等(例えば、N−メチルピロリドン(NMP)等)の有機溶剤で合成したポリイミド前駆体を水や、アルコール等の貧溶剤に添加、析出させ、分離したものを、ポリイミド前駆体としてもよい。   In addition, a polyimide precursor synthesized with an organic solvent such as an aprotic polar solvent (for example, N-methylpyrrolidone (NMP)) is added to a poor solvent such as water or alcohol, precipitated, and separated. It may be a precursor.

(その他の添加剤)
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法において、ポリイミド前駆体溶液には、イミド化反応促進のための触媒や、製膜品質向上のためのレベリング材などを含んでもよい。
イミド化反応促進のための触媒には、酸無水物など脱水剤、フェノール誘導体、スルホン酸誘導体、安息香酸誘導体などの酸触媒などを使用してもよい。
(Other additives)
In the method for producing a porous polyimide film according to the present embodiment, the polyimide precursor solution may include a catalyst for promoting imidization reaction, a leveling material for improving film forming quality, and the like.
As the catalyst for promoting the imidization reaction, a dehydrating agent such as an acid anhydride, an acid catalyst such as a phenol derivative, a sulfonic acid derivative, or a benzoic acid derivative may be used.

また、ポリイミド前駆体溶液には、多孔質ポリイミドフィルムの使用目的に応じて、例えば、導電性付与のために添加される導電材料(導電性(例えば、体積抵抗率10Ω・cm未満)もしくは半導電性(例えば、体積抵抗率10Ω・cm以上1013Ω・cm以下))を含有していてもよい。
導電剤としては、例えば、カーボンブラック(例えばpH5.0以下の酸性カーボンブラック);金属(例えばアルミニウムやニッケル等);金属酸化物(例えば酸化イットリウム、酸化錫等);イオン導電性物質(例えばチタン酸カリウム、LiCl等);等が挙げられる。これら導電材料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
Further, depending on the purpose of use of the porous polyimide film, for example, a conductive material (conductivity (for example, volume resistivity less than 10 7 Ω · cm) or It may contain semiconductivity (for example, volume resistivity 10 7 Ω · cm or more and 10 13 Ω · cm or less).
Examples of the conductive agent include carbon black (for example, acidic carbon black having a pH of 5.0 or less); metal (for example, aluminum or nickel); metal oxide (for example, yttrium oxide, tin oxide); ion conductive material (for example, titanium) Acid potassium, LiCl, etc.); These conductive materials may be used alone or in combination of two or more.

また、ポリイミド前駆体溶液には、多孔質ポリイミドフィルムの使用目的に応じて、機械強度向上のため添加される無機粒子を含有していてもよい。無機粒子としては、シリカ粉、アルミナ粉、硫酸バリウム粉、酸化チタン粉、マイカ、タルクなどの粒子状材料が挙げられる。また、リチウムイオン電池の電極として用いられるLiCoO、LiMnOなどを含んでもよい。 Moreover, the polyimide precursor solution may contain inorganic particles added for improving the mechanical strength depending on the purpose of use of the porous polyimide film. Examples of the inorganic particles include particulate materials such as silica powder, alumina powder, barium sulfate powder, titanium oxide powder, mica, and talc. Moreover, LiCoO 2, LiMn 2 O or the like may also contain used as an electrode of a lithium ion battery.

(ポリイミド前駆体溶液の製造方法)
本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液の製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、以下に示す製造方法が挙げられる。
(Method for producing polyimide precursor solution)
Although it does not specifically limit as a manufacturing method of the polyimide precursor solution which concerns on this embodiment, For example, the manufacturing method shown below is mentioned.

一例としては、水性溶剤中で、有機アミン化合物の存在下、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂(ポリイミド前駆体)を生成してポリイミド前駆体溶液を得る方法が挙げられる。
この方法によれば、水性溶剤を適用するため、生産性も高く、ポリイミド前駆体溶液が1段階で製造される点で工程の簡略化の点で有利である。
As an example, there is a method in which a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound are polymerized in an aqueous solvent in the presence of an organic amine compound to produce a resin (polyimide precursor) to obtain a polyimide precursor solution. .
According to this method, since the aqueous solvent is applied, the productivity is high and the polyimide precursor solution is produced in one step, which is advantageous in terms of simplification of the process.

他の例としては、非プロトン系極性溶剤等(例えば、N−メチルピロリドン(NMP)等)の有機溶剤中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂(ポリイミド前駆体)を生成した後、水や、アルコール等の水性溶剤に投入して樹脂(ポリイミド前駆体)を析出させる。その後、水性溶剤に、ポリイミド前駆体と有機アミン化合物とを溶解させポリイミド前駆体溶液を得る方法が挙げられる。   As another example, a resin (polyimide precursor) is obtained by polymerizing tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound in an organic solvent such as an aprotic polar solvent (for example, N-methylpyrrolidone (NMP)). Then, it is poured into an aqueous solvent such as water or alcohol to precipitate a resin (polyimide precursor). Thereafter, a method of obtaining a polyimide precursor solution by dissolving a polyimide precursor and an organic amine compound in an aqueous solvent can be mentioned.

なお、水性溶剤に、ポリイミド前駆体及び有機アミン化合物が溶解しているポリイミド前駆体溶液の例を挙げたが、これに限らない。例えば、有機アミン化合物が溶解していないポリイミド前駆体溶液が挙げられる。具体的には、水溶性エーテル系溶剤、水溶性ケトン系溶剤、水溶性アルコール系溶剤及び水から選ばれる水性混合溶剤(例えば、水溶性エーテル系溶剤と水、又は水溶性ケトン系溶剤と水等の混合溶剤、水溶性アルコール系溶剤との組合せ等)中でテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂(ポリイミド前駆体)を生成してポリイミド前駆体溶液を得る方法が挙げられる。   In addition, although the example of the polyimide precursor solution in which the polyimide precursor and the organic amine compound were melt | dissolved in the aqueous solvent was given, it does not restrict to this. For example, a polyimide precursor solution in which the organic amine compound is not dissolved can be mentioned. Specifically, an aqueous mixed solvent selected from a water-soluble ether solvent, a water-soluble ketone solvent, a water-soluble alcohol solvent, and water (for example, a water-soluble ether solvent and water, or a water-soluble ketone solvent and water, etc. In combination with a water-soluble alcohol solvent, etc.) to form a resin (polyimide precursor) by polymerizing tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound to obtain a polyimide precursor solution. .

次に、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムについて説明する。   Next, the porous polyimide film according to this embodiment will be described.

(ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の含有量)
本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の存在状態は、特に限定されない。例えば、多孔質ポリイミドフィルムの内部、多孔質ポリイミドフィルムの表面(多孔質ポリイミドフィルムの空孔の表面を含む)の少なくとも一方に存在していればよい。
(Content of non-crosslinked resin other than polyimide resin)
The presence state of the non-crosslinked resin other than the polyimide resin contained in the porous polyimide film of the present embodiment is not particularly limited. For example, it may be present in at least one of the inside of the porous polyimide film and the surface of the porous polyimide film (including the pore surface of the porous polyimide film).

ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の含有量としては、亀裂の発生を抑制する点で、0.1質量%以上5質量%以下であることが望ましい。0.2質量%以上4.8質量%以下であることがより望ましく、0.3質量%以上4.6質量%以下であることがさらに望ましい。なお、この範囲でポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂が含有していることにより、多孔質ポリイミドフィルムの平滑性が向上し得る。   As content of non-crosslinked resin other than a polyimide resin, it is desirable that it is 0.1 mass% or more and 5 mass% or less at the point which suppresses generation | occurrence | production of a crack. The content is more preferably 0.2% by mass or more and 4.8% by mass or less, and further preferably 0.3% by mass or more and 4.6% by mass or less. In addition, the smoothness of a porous polyimide film can improve by containing non-crosslinked resin other than a polyimide resin in this range.

多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の量は、例えば、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析(GC−MS)によって測定し得る。ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂が該当するピーク及びその面積によって、ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の割合を算出し得る。また、非架橋樹脂であることは、得られたクロマトグラムにポリイミド樹脂以外の多官能性成分が検出されないことを意味する。また、ポリイミド樹脂を加水分解した後に液体クロマトグラフ(HPLC)、核磁気共鳴(NMR)等により非架橋樹脂成分を分析することも可能である。   The amount of the non-crosslinked resin other than the polyimide resin contained in the porous polyimide film can be measured by, for example, pyrolysis gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). The ratio of the non-crosslinked resin other than the polyimide resin can be calculated from the peak corresponding to the non-crosslinked resin other than the polyimide resin and the area thereof. Moreover, being a non-crosslinked resin means that polyfunctional components other than the polyimide resin are not detected in the obtained chromatogram. It is also possible to analyze the non-crosslinked resin component by liquid chromatography (HPLC), nuclear magnetic resonance (NMR) or the like after hydrolysis of the polyimide resin.

(多孔質ポリイミドフィルムの特性)
本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムは、空孔の形状が球状である。本実施形態において、空孔の形状が「球状」とは、球状、及びほぼ球状(球状に近い形状)の両者の形状を包含するものである。具体的には、長径と短径の比(長径/短径)が1以上1.5以下である空孔の割合が90%以上存在することを意味する。この空孔の存在割合が多いほど、球状の空孔の割合が増加する。長径と短径の比(長径/短径)が1以上1.5以下である空孔は、93%以上100%以下であることが好ましく、95%以上100%以下であることがさらに好ましい。また、長径と短径の比が1に近づくほど真球状に近くなる。
また、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムを、例えば、リチウムイオン電池の電池セパレータに適用した場合に、イオン流の乱れの発生が抑制されるため、リチウムデンドライトの形成が抑制されやすくなる。
(Characteristics of porous polyimide film)
In the porous polyimide film of this embodiment, the shape of the pores is spherical. In the present embodiment, the shape of the pores is “spherical” includes both spherical shapes and substantially spherical shapes (shapes close to spherical shapes). Specifically, it means that the ratio of pores having a major axis / minor axis ratio (major axis / minor axis) of 1 to 1.5 is 90% or more. The greater the presence ratio of the holes, the higher the ratio of spherical holes. The pores having a major axis / minor axis ratio (major axis / minor axis) of 1 or more and 1.5 or less are preferably 93% or more and 100% or less, and more preferably 95% or more and 100% or less. Further, the closer the ratio of the major axis to the minor axis approaches 1, the closer to a perfect sphere.
In addition, when the porous polyimide film of the present embodiment is applied to, for example, a battery separator of a lithium ion battery, the occurrence of ion flow turbulence is suppressed, so that formation of lithium dendrite is easily suppressed.

本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムは、特に限定されないが、空孔率が30%以上であることがよい。また、空孔率が40%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましい。空孔率の上限は、特に限定されないが、90%以下の範囲であることがよい。   The porous polyimide film of this embodiment is not particularly limited, but the porosity is preferably 30% or more. Moreover, it is preferable that a porosity is 40% or more, and it is more preferable that it is 50% or more. The upper limit of the porosity is not particularly limited, but is preferably in the range of 90% or less.

また、空孔は、空孔どうしが互いに連結されて連なった形状であることが好ましい(図1(D)、図2(D)、及び図3(C)参照)。空孔どうしが互いに連結されている部分の空孔径は、例えば、空孔径の最大径の1/100以上1/2以下であることがよく、1/50以上1/3以下であることが好ましく、1/20以上1/4以下であることがより好ましい。具体的には、空孔どうしが互いに連結されて連なっている部分の空孔径の平均値は、5nm以上1500nm以下であることがよい。   In addition, it is preferable that the holes have a shape in which the holes are connected to each other (see FIGS. 1D, 2D, and 3C). The hole diameter of the portion where the holes are connected to each other is preferably, for example, 1/100 or more and 1/2 or less, and preferably 1/50 or more and 1/3 or less of the maximum diameter of the holes. More preferably, it is 1/20 or more and 1/4 or less. Specifically, the average value of the hole diameters of the portions where the holes are connected to each other is preferably 5 nm or more and 1500 nm or less.

空孔径の平均値としては、特に限定されないが、0.01μm以上2.5μm以下の範囲であることがよく、0.05μm以上2.0μm以下の範囲がより好ましく、0.1μm以上1.5μm以下の範囲であることが好ましく、0.15μm以上1.0μm以下の範囲であることがより好ましい。   The average value of the pore diameter is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.01 μm to 2.5 μm, more preferably in the range of 0.05 μm to 2.0 μm, and more preferably 0.1 μm to 1.5 μm. The following range is preferable, and a range of 0.15 μm to 1.0 μm is more preferable.

本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムは、空孔の最大径と最小径の比率(空孔径の最大値と最小値の比率)が1以上2以下である。好ましくは1以上1.9以下、より好ましくは1以上1.8以下である。この範囲の中でも、1に近いほうがさらに好ましい。この範囲にあることで、空孔径のバラつきが抑制される。また、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムを、例えば、リチウムイオン電池の電池セパレータに適用した場合に、イオン流の乱れの発生が抑制されるため、リチウムデンドライトの形成が抑制されやすくなる。
なお、「空孔の最大径と最小径の比率」とは、空孔の最大径を最小径で除した値(つまり、空孔径の最大値/最小値)で表される比率である。
In the porous polyimide film of this embodiment, the ratio of the maximum diameter and the minimum diameter of the pores (the ratio of the maximum value and the minimum value of the pore diameter) is 1 or more and 2 or less. Preferably they are 1 or more and 1.9 or less, More preferably, they are 1 or more and 1.8 or less. Of these ranges, a value closer to 1 is more preferable. By being in this range, variation in the hole diameter is suppressed. In addition, when the porous polyimide film of the present embodiment is applied to, for example, a battery separator of a lithium ion battery, the occurrence of ion flow turbulence is suppressed, so that formation of lithium dendrite is easily suppressed.
The “ratio between the maximum diameter and the minimum diameter of the holes” is a ratio represented by a value obtained by dividing the maximum diameter of the holes by the minimum diameter (that is, the maximum value / minimum value of the hole diameter).

空孔径の最大値、最小値、平均値、空孔どうしが互いに連結されている部分の空孔径の平均値、及び、空孔の長径と短径は、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察及び計測される値である。具体的には、まず、多孔質ポリイミドフィルムを切り出し、測定用試料を準備する。そして、この測定用試料をキーエンス(KEYENCE)社製のVE SEMにより、標準装備されている画像処理ソフトにて観察及び計測を実施する。観察及び計測は、測定用試料断面のうち、空孔部分のそれぞれについて100個行い、それぞれの平均値と最小径、最大径、算術平均径を求める。空孔の形状が円形でない場合には、最も長い部分を径とする。また、上記の空孔部分のそれぞれについて、長径及び短径をキーエンス(KEYENCE)社製のVE SEMにより、標準装備されている画像処理ソフトにて観察及び計測を行い、長径/短径の比を算出する。   The maximum value, minimum value, average value of the pore diameter, the average value of the pore diameter where the pores are connected to each other, and the major and minor diameters of the pores are observed with a scanning electron microscope (SEM). And a measured value. Specifically, first, a porous polyimide film is cut out to prepare a measurement sample. Then, this measurement sample is observed and measured with image processing software provided as a standard by a VE SEM manufactured by KEYENCE. Observation and measurement are performed for each of the hole portions in the measurement sample cross section, and the average value, minimum diameter, maximum diameter, and arithmetic average diameter are obtained. When the shape of the hole is not circular, the longest part is the diameter. In addition, for each of the above hole portions, the major axis and the minor axis are observed and measured with VE SEM manufactured by Keyence Co., Ltd. using image processing software provided as standard, and the ratio of major axis / minor axis is determined. calculate.

多孔質ポリイミドフィルムの膜厚は、特に限定されるものでないが、15μm以上500μm以下であることがよい。   Although the film thickness of a porous polyimide film is not specifically limited, It is good that they are 15 micrometers or more and 500 micrometers or less.

(多孔質ポリイミドフィルムの用途)
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムが適用される用途としては、例えば、リチウム電池等の電池セパレータ;電解コンデンサー用のセパレータ;燃料電池等の電解質膜;電池電極材;気体又は液体の分離膜;低誘電率材料;等が挙げられる。
(Use of porous polyimide film)
Applications for which the porous polyimide film according to this embodiment is applied include, for example, battery separators such as lithium batteries; separators for electrolytic capacitors; electrolyte membranes such as fuel cells; battery electrode materials; gas or liquid separation membranes; Low dielectric constant materials; and the like.

本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムを、例えば、電池セパレータに適用した場合には、リチウムイオンのイオン流分布のバラつきが抑制される等の作用により、リチウムデンドライトの生成が抑制されると考えられる。これは、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムの空孔の形状、空孔径のバラつきが抑制されているためと推測される。
また、例えば、電池電極材に適用した場合には、電解液に接触する機会が増加するため、電池の容量が増えると考えられる。これは、多孔質ポリイミドフィルムに含有させた電極用のカーボンブラック等の材料が、多孔質ポリイミドフィルムの空孔径の表面や、フィルムの表面に露出する量が増加するためと推測される。
さらに、例えば、多孔質ポリイミドフィルムの空孔内に、例えば、いわゆるイオン性液体をゲル化したイオン性ゲルを充填して電解質膜として適用することも可能である。本実施形態の製造方法により、工程が簡略化されるため、より低コストの電解質膜が得られると考えられる。
When the porous polyimide film according to the present embodiment is applied to, for example, a battery separator, it is considered that generation of lithium dendrite is suppressed due to an action such as suppression of variations in ion flow distribution of lithium ions. . This is presumed to be because the pore shape and the pore diameter variation of the porous polyimide film of this embodiment are suppressed.
Further, for example, when applied to a battery electrode material, it is considered that the capacity of the battery increases because the chance of contact with the electrolyte increases. This is presumably because the amount of the material such as carbon black for electrodes contained in the porous polyimide film is exposed to the surface of the porous polyimide film on the pore diameter and the surface of the film.
Furthermore, for example, it is also possible to fill the pores of the porous polyimide film with, for example, an ionic gel obtained by gelling a so-called ionic liquid and apply it as an electrolyte membrane. Since the manufacturing method of this embodiment simplifies the process, it is considered that a lower cost electrolyte membrane can be obtained.

以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。   Examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, “part” and “%” are all based on mass unless otherwise specified.

[ポリイミド前駆体「水」溶液(PAA−1)の作製]
攪拌棒、温度計、滴下ロートを取り付けたフラスコに、水:900gを充填した。ここに、p−フェニレンジアミン(分子量108.14):27.28g(252.27ミリモル)と、メチルモルホリン(有機アミン化合物):50.00g(494.32ミリモル)とを添加し、20℃で10分間攪拌して分散させた。更に、この溶液に3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22):72.72g(247.16ミリモル)を添加し、反応温度20℃に保持しながら、24時間攪拌して溶解、反応を行い、ポリイミド前駆体「水」溶液(PAA−1)を得た。
[Preparation of polyimide precursor “water” solution (PAA-1)]
A flask equipped with a stir bar, thermometer, and dropping funnel was charged with 900 g of water. To this, p-phenylenediamine (molecular weight 108.14): 27.28 g (252.27 mmol) and methylmorpholine (organic amine compound): 50.00 g (494.32 mmol) were added, and at 20 ° C. Stir for 10 minutes to disperse. Further, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (molecular weight 294.22): 72.72 g (247.16 mmol) was added to this solution, and the reaction temperature was maintained at 20 ° C. The solution was stirred for 24 hours for dissolution and reaction to obtain a polyimide precursor “water” solution (PAA-1).

[ポリイミド前駆体「N−メチルピロリドン」溶液(RPAA−1)の作製]
攪拌棒、温度計、滴下ロートを取り付けたフラスコに、N−メチルピロリドン:900gを充填した。ここに、p−フェニレンジアミン:27.28g(252.27ミリモル)を添加し、20℃で10分間攪拌して分散させた。この溶液に3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物:72.72g(247.16ミリモル)を添加し、反応温度を20℃に保持しながら、24時間攪拌して溶解、反応を行い、ポリイミド前駆体「N−メチルピロリドン」溶液(RPAA−1)を得た。
[Preparation of polyimide precursor “N-methylpyrrolidone” solution (RPAA-1)]
A flask equipped with a stir bar, thermometer and dropping funnel was charged with 900 g of N-methylpyrrolidone. To this, 27.28 g (252.27 mmol) of p-phenylenediamine was added and dispersed by stirring at 20 ° C. for 10 minutes. To this solution was added 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride: 72.72 g (247.16 mmol) and dissolved by stirring for 24 hours while maintaining the reaction temperature at 20 ° C. Then, a reaction was performed to obtain a polyimide precursor “N-methylpyrrolidone” solution (RPAA-1).

[ポリイミド前駆体「水/イソプロパノール」溶液(PAA−2)の作製]
ポリイミド前駆体「N−メチルピロリドン」溶液(RPAA−1)の500gを水:3000gに撹拌しながら滴下し、ポリイミド前駆体を析出させた。このポリイミド前駆体:30gを、水:243g、イソプロパノール:27gに加え、さらに、メチルモルホリン:15g加えて撹拌、溶解させ、ポリイミド前駆体「水/イソプロパノール」溶液(PAA−2)を得た。
[Preparation of polyimide precursor “water / isopropanol” solution (PAA-2)]
500 g of the polyimide precursor “N-methylpyrrolidone” solution (RPAA-1) was added dropwise to 3000 g of water while stirring to precipitate the polyimide precursor. 30 g of this polyimide precursor was added to 243 g of water and 27 g of isopropanol, and further 15 g of methylmorpholine was added and stirred and dissolved to obtain a polyimide precursor “water / isopropanol” solution (PAA-2).

[ポリイミド前駆体「水/イソプロパノール」溶液(PAA−3)の作製]
ポリイミド前駆体「N−メチルピロリドン」溶液(RPAA−1)の500gを水:3000gに撹拌しながら滴下し、ポリイミド前駆体を析出させた。このポリイミド前駆体:30gを、水:243g、イソプロパノール:27gに加え、さらに、1,2−ジメチルイミダゾール(DMIz):15g加えて撹拌、溶解させ、ポリイミド前駆体「水/イソプロパノール」溶液(PAA−3)を得た。
[Preparation of polyimide precursor “water / isopropanol” solution (PAA-3)]
500 g of the polyimide precursor “N-methylpyrrolidone” solution (RPAA-1) was added dropwise to 3000 g of water while stirring to precipitate the polyimide precursor. 30 g of this polyimide precursor is added to 243 g of water and 27 g of isopropanol, and further 15 g of 1,2-dimethylimidazole (DMIz) is added and stirred and dissolved to obtain a polyimide precursor “water / isopropanol” solution (PAA- 3) was obtained.

[ポリイミド前駆体「水/N−メチルピロリドン」溶液(PAA−4)の作製]
ポリイミド前駆体「N−メチルピロリドン」溶液(RPAA−1)の500gを水:3000gに撹拌しながら滴下し、ポリイミド前駆体を析出させた。このポリイミド前駆体:30gを、水:243g、N−メチルピロリドン:27gに加え、さらに、1,2−ジメチルイミダゾール:15g加えて撹拌、溶解させ、ポリイミド前駆体「水/N−メチルピロリドン」溶液(PAA−4)を得た。
[Preparation of polyimide precursor “water / N-methylpyrrolidone” solution (PAA-4)]
500 g of the polyimide precursor “N-methylpyrrolidone” solution (RPAA-1) was added dropwise to 3000 g of water while stirring to precipitate the polyimide precursor. 30 g of this polyimide precursor is added to 243 g of water and 27 g of N-methylpyrrolidone, and further, 15 g of 1,2-dimethylimidazole is added and stirred and dissolved to obtain a polyimide precursor “water / N-methylpyrrolidone” solution. (PAA-4) was obtained.

<実施例1>
平均粒径0.1μmの非架橋ポリメタクリル酸メチル・スチレン共重合体(FS−102E:日本ペイント社製):10部、ポリビニルブチラール樹脂(S−LEC SV−02:積水化学工業社製):1部を、エタノール:30部に加え、ウエブローター上で撹拌し、分散溶液を作製した。これをガラス製の基板上に乾燥後の膜厚が30μmになるように形成し、90℃で1時間乾燥し、非架橋樹脂粒子層を形成した。
ポリイミド前駆体「水」溶液(PAA−1)を10倍に希釈し、ポリイミド前駆体「水」溶液(PAA−1)を非架橋樹脂粒子層上に塗布した後、減圧脱泡を行い、非架橋樹脂粒子間の空隙へポリイミド前駆体「水」溶液(PAA−1)を含浸した。室温(25℃、以下同じ)で一晩乾燥した後、非架橋樹脂粒子層の表面が露出するように、水拭きを行い、非架橋樹脂粒子層上の余剰のポリイミド前駆体を除去した。これを120℃で1時間加熱した後、ガラス製の基板から剥離して、テトラヒドロフラン(THF)に30分間浸漬し、非架橋樹脂粒子を溶出させた。乾燥後、室温から380℃まで10℃/分の速度で昇温し、380℃で1時間保持したのち、室温に冷却して多孔質ポリイミドフィルム(PIF−1)を得た。
<Example 1>
Non-crosslinked polymethyl methacrylate / styrene copolymer having an average particle size of 0.1 μm (FS-102E: manufactured by Nippon Paint): 10 parts, polyvinyl butyral resin (S-LEC SV-02: manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.): One part was added to 30 parts of ethanol and stirred on a webblotter to prepare a dispersion solution. This was formed on a glass substrate so that the film thickness after drying was 30 μm, and dried at 90 ° C. for 1 hour to form a non-crosslinked resin particle layer.
After diluting the polyimide precursor “water” solution (PAA-1) 10 times and applying the polyimide precursor “water” solution (PAA-1) on the non-crosslinked resin particle layer, vacuum degassing is performed, The voids between the crosslinked resin particles were impregnated with a polyimide precursor “water” solution (PAA-1). After drying overnight at room temperature (25 ° C., the same applies hereinafter), water was wiped so that the surface of the non-crosslinked resin particle layer was exposed, and excess polyimide precursor on the non-crosslinked resin particle layer was removed. After heating this at 120 ° C. for 1 hour, it was peeled from the glass substrate and immersed in tetrahydrofuran (THF) for 30 minutes to elute non-crosslinked resin particles. After drying, the temperature was raised from room temperature to 380 ° C. at a rate of 10 ° C./min, held at 380 ° C. for 1 hour, and then cooled to room temperature to obtain a porous polyimide film (PIF-1).

<比較例1>
実施例1と同様に作製した非架橋樹脂粒子層上に、ポリイミド前駆体「N−メチルピロリドン」溶液(RPAA−1)を10倍に希釈して塗布したが、非架橋樹脂粒子が溶解してしまった。これを120℃で1時間加熱した後、ガラス製の基板より剥離し、THFに1時間浸漬し、非架橋樹脂を溶出させた。乾燥後、室温から380℃まで10℃/分のスピードで昇温し、380℃で1時間保持したのち、室温に冷却して多孔質ポリイミドフィルム(RPIF−1)を得た。しかし、空孔径が0.05μm以上1.01μm以下の範囲を示し、分布の広いものであった。これは、非架橋粒子が溶解し、形態を維持できなかったためと考えられる。なお、多孔質ポリイミドフィルム(RPIF−1)は、非架橋樹脂粒子に由来する非架橋樹脂成分は0.02%であった。
<Comparative Example 1>
On the non-crosslinked resin particle layer produced in the same manner as in Example 1, the polyimide precursor “N-methylpyrrolidone” solution (RPAA-1) was diluted 10 times and applied, but the non-crosslinked resin particles were dissolved. Oops. This was heated at 120 ° C. for 1 hour, then peeled off from the glass substrate, and immersed in THF for 1 hour to elute the non-crosslinked resin. After drying, the temperature was raised from room temperature to 380 ° C. at a speed of 10 ° C./min, held at 380 ° C. for 1 hour, and then cooled to room temperature to obtain a porous polyimide film (RPIF-1). However, the pore diameter was in the range of 0.05 μm to 1.01 μm, and the distribution was wide. This is presumably because the non-crosslinked particles were dissolved and the form could not be maintained. In addition, the non-crosslinked resin component derived from non-crosslinked resin particles in the porous polyimide film (RPIF-1) was 0.02%.

<実施例2>
ポリイミド前駆体「水/イソプロパノール」溶液(PAA−2)を10倍に希釈し、実施例1と同様に作製した非架橋樹脂粒子層上に塗布し、実施例1と同様にして多孔質ポリイミドフィルム(PIF−2)を得た。
<Example 2>
The polyimide precursor “water / isopropanol” solution (PAA-2) was diluted 10 times and applied onto the non-crosslinked resin particle layer produced in the same manner as in Example 1, and the porous polyimide film in the same manner as in Example 1. (PIF-2) was obtained.

<実施例3>
ポリイミド前駆体「水/イソプロパノール」溶液(PAA−2)を10倍に希釈し、これにポリイミド前駆体10部に対し10部の割合で平均粒径0.1μmの非架橋ポリメタクリル酸メチル・スチレン共重合体(FS−102E:日本ペイント社製)を加え、ウエブローター上で撹拌し、分散溶液を作製した。これをガラス製の基板上に乾燥後の膜厚が約30μmになるように形成し、室温で1時間乾燥した後、ガラス製の基板からはがし、テトラヒドロフランに30分間浸漬した。90℃で1時間乾燥した後、90℃から380℃まで10℃/分の速度で昇温し、380℃で1時間保持したのち、室温に冷却して多孔質ポリイミドフィルム(PIF−3)を得た。
<Example 3>
The polyimide precursor “water / isopropanol” solution (PAA-2) was diluted 10 times, and 10 parts of the polyimide precursor was diluted with 10 parts of non-crosslinked polymethyl methacrylate / styrene having an average particle size of 0.1 μm. A copolymer (FS-102E: manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was added and stirred on a webblotter to prepare a dispersion solution. This was formed on a glass substrate so that the film thickness after drying was about 30 μm, dried at room temperature for 1 hour, then peeled off from the glass substrate and immersed in tetrahydrofuran for 30 minutes. After drying at 90 ° C. for 1 hour, the temperature was raised from 90 ° C. to 380 ° C. at a rate of 10 ° C./minute, held at 380 ° C. for 1 hour, and then cooled to room temperature to form a porous polyimide film (PIF-3). Obtained.

<実施例4>
ポリイミド前駆体「水/イソプロパノール」溶液(PAA−3)を用いた以外は、実施例2と同様にして多孔質ポリイミドフィルム(PIF−4)を得た。
<Example 4>
A porous polyimide film (PIF-4) was obtained in the same manner as in Example 2 except that the polyimide precursor “water / isopropanol” solution (PAA-3) was used.

<実施例5>
ポリイミド前駆体「水/N−メチルピロリドン」溶液(PAA−4)を用い、非架橋樹脂粒子の除去にトルエンを用いた以外は、実施例3と同様にして多孔質ポリイミドフィルム(PIF−5)を得た。N−メチルピロリドンは沸点が高いため、室温乾燥では十分に除去できないため、イソプロパノールの場合に比べ空孔径が大きいものとなった。
<Example 5>
Porous polyimide film (PIF-5) in the same manner as in Example 3 except that a polyimide precursor “water / N-methylpyrrolidone” solution (PAA-4) was used and toluene was used to remove non-crosslinked resin particles. Got. Since N-methylpyrrolidone has a high boiling point and cannot be sufficiently removed by drying at room temperature, the pore diameter was larger than that of isopropanol.

<比較例2>
日本触媒社製の平均直径550nmの単分散の球状シリカ粒子(真球率:1.0、粒径分布指数:1.20):30質量部をN−メチルピロリドン(NMP):30質量部に分散した。ポリイミド前駆体「N−メチルピロリドン」溶液(RPAA−1):100質量部にシリカ粒子分散液20質量部を混合、撹拌した後、ガラス板上に塗布した。これを120℃で1時間加熱した後、ガラス製の基板より剥離し、室温から380℃まで10℃/分のスピードで昇温し、380℃で1時間保持したのち、室温に冷却してシリカ-ポリイミド複合膜を得た。そのシリカ-ポリイミド複合膜を10質量%フッ化水素水に浸し、6時間かけてシリカを溶解除去し、十分に水洗、乾燥して多孔質ポリイミドフィルム(RPIF−2)を得た。
<Comparative example 2>
Mono-dispersed spherical silica particles having an average diameter of 550 nm manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. (true sphere ratio: 1.0, particle size distribution index: 1.20): 30 parts by mass to N-methylpyrrolidone (NMP): 30 parts by mass Distributed. Polyimide precursor “N-methylpyrrolidone” solution (RPAA-1): 100 parts by mass of silica particle dispersion 20 parts by mass was mixed and stirred, and then applied onto a glass plate. This is heated at 120 ° C. for 1 hour, then peeled off from the glass substrate, heated from room temperature to 380 ° C. at a speed of 10 ° C./minute, held at 380 ° C. for 1 hour, then cooled to room temperature and silica -A polyimide composite membrane was obtained. The silica-polyimide composite film was immersed in 10% by mass of hydrogen fluoride water, and the silica was dissolved and removed over 6 hours, washed thoroughly with water and dried to obtain a porous polyimide film (RPIF-2).

<比較例3>
非架橋樹脂微粒子として、平均粒径1μmの架橋ポリメタクリル酸メチル共重合体(SSX−101:積水化成品工業社製)を用い、非架橋樹脂粒子除去の溶剤をトルエンとした以外は実施例3と同様にして多孔質ポリイミドフィルム(RPIF−3)を得た。架橋樹脂粒子を用いた場合には、架橋樹脂粒子は溶剤に溶解せず、膨潤するためと考えられるが、亀裂の多いフィルムであった。
<Comparative Example 3>
Example 3 except that a crosslinked polymethyl methacrylate copolymer (SSX-101: manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) having an average particle diameter of 1 μm was used as the non-crosslinked resin fine particles, and the solvent for removing the non-crosslinked resin particles was toluene. In the same manner as above, a porous polyimide film (RPIF-3) was obtained. When the crosslinked resin particles were used, the crosslinked resin particles did not dissolve in the solvent and swelled, but it was a film with many cracks.

〔空孔径の分布の評価〕
実施例1〜5、及び、比較例1〜3で得た多孔質ポリイミドフィルムについて、空孔径の分布の評価(最大径、最小径、平均径、及び、長径と短径との比率)を行った。具体的には、既述の方法で評価を行った。
[Evaluation of pore size distribution]
For the porous polyimide films obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, the pore size distribution was evaluated (maximum diameter, minimum diameter, average diameter, and ratio of major axis to minor axis). It was. Specifically, the evaluation was performed by the method described above.

〔亀裂の評価〕
実施例1〜5、及び、比較例1〜3で得た多孔質ポリイミドフィルムについて、亀裂の評価を行った。具体的な方法は以下のとおりである。ポリイミドフィルム1cm角の面積を倍率500の顕微鏡で0.1mm以上を亀裂とし、有無を目視により観察した。
[Evaluation of cracks]
The porous polyimide films obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated for cracks. The specific method is as follows. The above 0.1mm area of the polyimide film 1 cm 2 square by microscope magnification 500 and cracking were visually observed whether.

−評価基準−
A:亀裂なし
B:1か所以上3か所以下
C:4か所以上
-Evaluation criteria-
A: No crack B: 1 or more and 3 or less C: 4 or more

〔ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の含有量〕
既述の方法により、多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の含有量を測定した。
[Content of non-crosslinked resin other than polyimide resin]
By the method described above, the content of non-crosslinked resin other than the polyimide resin contained in the porous polyimide film was measured.

以下、表1中の略称の詳細について示す。
・「PDA」 :p−フェニレンジアミン
・「BPDA」:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
・「MMO」 :メチルモルホリン
・「DMIz」:1,2−ジメチルイミダゾール
・「THF」 :テトラヒドロフラン
・「Tol」 :トルエン
・「PMMA/St」:非架橋ポリメタクリル酸メチル・スチレン共重合体
・「架橋PMMA」:架橋ポリメタクリル酸メチル共重合体
・「IPA」 :イソプロパノール
・「NMP」 :N−メチルピロリドン
The details of the abbreviations in Table 1 are shown below.
“PDA”: p-phenylenediamine “BPDA”: 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride “MMO”: methylmorpholine “DMIz”: 1,2-dimethylimidazole “THF”: Tetrahydrofuran • “Tol”: Toluene • “PMMA / St”: Non-crosslinked polymethyl methacrylate / styrene copolymer • “Crosslinked PMMA”: Crosslinked polymethyl methacrylate copolymer • “IPA”: Isopropanol “NMP”: N-methylpyrrolidone

1 非架橋樹脂粒子、2 結着樹脂、3 基板、4 剥離層、5 ポリイミド前駆体溶液、7 空孔、61 ポリイミド膜、62 多孔質ポリイミドフィルム 1 Non-crosslinked resin particles, 2 binder resin, 3 substrate, 4 release layer, 5 polyimide precursor solution, 7 pores, 61 polyimide film, 62 porous polyimide film

Claims (4)

ポリイミド樹脂とポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂とを含有し、空孔が球状である多孔質ポリイミドフィルム。   A porous polyimide film containing a polyimide resin and a non-crosslinked resin other than a polyimide resin and having a spherical pore. 前記ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂の含有量が多孔質ポリイミドフィルムの全体に対して、0.1質量%以上5質量%以下である請求項1に記載の多孔質ポリイミドフィルム。   2. The porous polyimide film according to claim 1, wherein the content of the non-crosslinked resin other than the polyimide resin is 0.1% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the entire porous polyimide film. 前記ポリイミド樹脂以外の非架橋樹脂が、ポリイミド樹脂を溶解しない溶剤に可溶な非架橋樹脂である請求項1又は請求項2に記載の多孔質ポリイミドフィルム。   The porous polyimide film according to claim 1 or 2, wherein the non-crosslinked resin other than the polyimide resin is a non-crosslinked resin soluble in a solvent that does not dissolve the polyimide resin. 水性溶剤に、ポリイミド前駆体が溶解しているポリイミド前駆体溶液と、前記ポリイミド前駆体溶液に溶解しない非架橋樹脂粒子とを含む塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記非架橋樹脂粒子を含む被膜を形成する第1の工程と、
前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第2の工程であって、前記非架橋樹脂粒子を溶解する有機溶剤により、前記非架橋樹脂粒子を除去する処理を含む第2の工程と、
を有する多孔質ポリイミドフィルムの製造方法によって得られた請求項1〜3のいずれか一項に記載の多孔質ポリイミドフィルム。
After forming a coating film containing a polyimide precursor solution in which a polyimide precursor is dissolved in an aqueous solvent and non-crosslinked resin particles not dissolved in the polyimide precursor solution, the coating film is dried, and the polyimide A first step of forming a coating comprising a precursor and the non-crosslinked resin particles;
The second step of heating the coating to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film, and removing the non-crosslinked resin particles with an organic solvent that dissolves the non-crosslinked resin particles. A second step including:
The porous polyimide film as described in any one of Claims 1-3 obtained by the manufacturing method of the porous polyimide film which has this.
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